Марк Андрессен, разработчик первого графического интернет-браузера NCSA Mosaic, считает, что на фундаментальном уровне система «Биткойн» является прорывом в области компьютерных наук, который опирается на 20 лет исследований криптографических валют и 40 лет работы в области криптографии тысяч исследователей по всему миру[33].
В 1983 году Дэвид Чаум (англ. David Chaum) и Стефан Брэндс (англ. Stefan Brands) предложили первые протоколы «электронной наличности»[34].
В мае 1997 года Адам Бэк для противодействия отправке спама и DoS-атакам предложил Hashcash, основанную на системе доказательства выполнения работы. Впоследствии подобная система в другой реализации стала частью процедуры создания новых блоков в биткойн-базе.
Идеи криптовалюты «b-money» описал в 1998 году Вэй Дай в рассылке шифропанков[35]. Независимо от него примерно в то же время аналогичные идеи предложил Ник Сабо для «bit-gold»[36]. Ник Сабо также предложил модель рыночного механизма, основанного на управлении инфляцией, и исследовал некоторые аспекты выявления надёжной информации в ненадёжной децентрализованной системе (задача византийских генералов).
Позднее Хэл Финни реализовал связку цепочек хеш-блоков для системы Hashcash на базе чипа для шифрования IBM в рамках спецификации TPM. Хэл Финни стал вторым участником сети Биткойн[37].
В 2008 году человеком или группой людей под псевдонимом[38] Сатоси Накамото (англ. Satoshi Nakamoto) был опубликован файл с описанием протокола и принципа работы платёжной системы в виде одноранговой сети. По словам Сатоси, разработка началась в 2007 году[39]. В 2009 году он закончил разработку протокола и опубликовал код программы-клиента.
3 января 2009 года был сгенерирован первый блок и первые 50 биткойнов[37]. Первая транзакция по переводу биткойнов произошла 12 января 2009 года — Сатоси Накамото отправил Хэлу Финни 10 биткойнов[37]. Первый обмен биткойнов на национальные деньги произошёл в сентябре 2009 года — Марти Малми (Martti Malmi) отправил пользователю с псевдонимом NewLibertyStandard 5050 биткойнов, за которые получил на свой счёт в PayPal 5,02 доллара[37]. NewLibertyStandart предложил использовать для оценки биткойнов стоимость электроэнергии, затрачиваемой на генерацию.
Первый обмен биткойнов на реальный товар произошёл в мае 2010 года — американец Ласло Ханеч за 10 000 биткойнов получил две пиццы с доставкой[40][41].
Дальнейшую разработку организует и координирует сообщество разработчиков[42], при этом любые значительные изменения в протоколе должны быть приняты большинством владельцев майнинговых пулов.
1 августа 2017 года группа разработчиков и майнеров запустила форк «Биткойна» под названием «Bitcoin Cash»[43]. Новая криптовалюта имеет общую историю с «Биткойном»: обратную совместимость по структуре блока до 1 августа, но имеет несовместимую структуру после 1 августа.