1991年7月，世界之窗开始动工。1000多名中国建筑、园林、美术、雕塑等方面的专家、近万名工匠，根据“纵览世界、荟萃精华、尊重历史、突出重点”的建设方针，精选具有异国风情、鲜明民族特色的50多个国家和地区的118个著名的人文、自然和历史景观进行仿建。

1994年6月18日，深圳世界之窗建成开园，以“您给我一天，我还您一个世界”作为开园口号。6月20日，时任中共中央总书记江泽民为世界之窗题写园名并亲临视察。

1998年7月18日，世界之窗推出大型史诗音乐舞蹈晚会《创世纪》，以300万观众，1300多场演出，入选2001年中国企业新纪录。

1999年7月，深圳世界之窗以印第安文化为背景，建成科罗拉多大峡谷探险漂流； 2000年7月，开通阿尔卑斯山室内滑雪场。

2001年春节，世界之窗引进世界最长的国际红外线电动滑道，以南美文化进行主题包装，建成并开通亚马逊丛林穿梭项目；7月，推出高科技游客参与项目——富士山4d柱面环绕数码动感影院；9月，为了使核心产品大型晚会迈入更高的艺术层次，创造更加恢弘的观赏效果，斥资亿元，建成了中国首座全景式环球舞台。2001年至2005年，世界之窗相继推出了大型史诗晚会《跨世纪》和《千古风流》。

2009年，推出大型综艺史诗晚会《天地浪漫》，讲述了五个爱情故事。2010年，深圳世界之窗正式推出集合国际先进技术打造的全新项目“飞跃美利坚”。2012年，推出参与性项目“穿越欧罗巴小火车”。2014年6月18日，深圳世界之窗在建成20年之际迎来开园以来第5500万名游客。2018年，深圳世界之窗献礼新中国69周年华诞，继《创世纪》和《跨世纪》后推出“世纪三部曲”收官之作《盛世纪》，讲述中华民族千年梦想。

2020年，深圳世界之窗推出景区首部实景裸眼3d mapping秀《奇幻欧洲》。2022年10月28日，深圳世界之窗5a级景区宣布与美团无人机达成合作，即日起至11月6日开启中国首家景区快闪无人机便利店。2024年7月26日，深圳世界之窗全新出口商业街区——梅拉尼亚小镇开街。