新浪微博於2009年8月14日開始內測。[15]9月25日，新浪微博正式添加了@功能以及私信功能，此外還提供「評論」和「轉發」功能，供使用者交流。
新浪微博使用者平均每天發布超過1億條微博內容。除網頁版外，新浪微博也擁有本地客戶端版，目前主流的有微博AIR、Wing微博、微波爐等，新浪微博也推出了官方的本地桌面客戶端-微博桌面。
2010年12月1日10時20分，新浪微博出現不能訪問的故障[16]，有部分使用者出現「使用者不存在」的現象，微博系統要求填寫個人資料，並強制退出。[17]新浪微博的訪問於當日14時30分恢復正常，官方解釋事件是由於新浪微博使用者量和每日的微博發布量的激增所致的。[16]搜狗CEO王小川則稱該事件是由於微博伺服器進入無窮迴圈過程，導致進入首頁後自動跳轉至系統錯誤頁面，4秒後再次自動跳轉至首頁；這對伺服器造成巨大衝擊，從而使伺服器宕機。[17]
2011年3月2日，新浪CEO曹國偉表示，新浪微博註冊使用者數已超1億[18]。同時他還透露，新浪將會將微博部門的600人編制擴大至少一倍，並大幅增加對微博的營銷支出[19]。
2011年3月23日起，新浪微博將微博短鏈結域名從sinaurl.cn轉為t.cn。更換域名後，帶鏈結的微博可以多寫三個漢字[20]。
2011年4月7日起，新浪微博正式啟用新域名weibo.com和weibo.cn，同時啟用新版logo。原域名使用不受影響，現有的WAP域名t.sina.cn將自動跳轉到weibo.cn[21]。有分析認為，新浪微博可能獨立分拆上市[22][23]。
2011年5月25日，新浪微博新增兩種圖片浮水印，在原來右下角網址的基礎上，又增加了微博圖示和暱稱。使用者只有以weibo.com的域名登入，才可以在個性設定中更改浮水印的數量和位置，目前只有超過一定像素的JPEG格式的圖片會加浮水印。
2011年6月，新浪宣布正在開發英文版準備進軍海外市場，但是仍然遵守中國的法律[24]。
2011年8月31日，新浪微博宣布公測新版面[25]，加入微相簿、好友聊天和微博精選功能，同時改進私信等功能。[26]新版面由兩欄改為三欄，使用者可以自由切換版面，但是介面不變。使用者在10月18日前如需升級的話則需要邀請碼。同時推出「專業版」，分成政府版，企業版，媒體版，校園版。（此後新浪微博再次發布了新版面，一般版本和專業版本使用其統一的版面。）
2012年3月16日，新浪微博將與搜狐、網易和騰訊微博共同正式實行微博實名制。[27]
2012年5月16日，新浪公布未經審計的第一季度財報顯示，新浪微博使用者數已增至3.24億。[28]
2012年8月29日，新浪微博去掉logo中的「Beta」字樣，經過了3年的測試，新浪微博終於變成了正式版。[29]
2013年4月29日，阿里巴巴通過其全資子公司阿里巴巴（中國），以5.86億美元購入新浪微博公司發行的優先股和普通股，占新浪微博公司全稀釋攤薄後總股份的約18％。
2013年7月23日，新浪微博宣佈接入Facebook平台，支援海外使用者通過Facebook帳號登錄新浪微博。新浪微博正式成為中國首家接入Facebook的大型社交平台。[30]
2013年9月5日，新浪微博2500萬美元投資移動影片技術公司炫一下B輪，其他投資者包括紅點投資、晨興創投等。炫一下致力於提供行動端影片解決方案，旗下由影片播放開放平台Vitamio。炫一下將與新浪微博在移動段影片領域展開合作，通過秒拍App為新浪微博使用者提供10秒短影音。[31]
2014年3月14日，新浪微博（Weibo）宣佈赴美辦理初次公開發行（IPO），計畫募資最多5億美元。微博本次募資所得將用來償還新浪公司的貸款，剩餘的資金則將用於投資技術、產品開發，拓展銷售和營銷工作，並充實營運資金。[32]
2014年3月27日晚，新浪微博悄然正式更名為「微博」，此舉被認為是為上市做的準備之一[33]。
2014年4月17日，「微博」正式在美國納斯達克交易所掛牌上市，以ADR上市，股票代號WB，為中國（中文）社群媒體在NASDAQ上市的第一支股票。當日發行的股價為17美元，收盤時股價大漲3.24美元，為20.24美元。收盤後微博市值為30.4億美元。[34][35]
2014年10月13日，新浪微博推出了第6版，相對於之前版本升級需要邀請碼，第5版使用者只需登陸微博網站，點擊個人頭像下方的「搶鮮升級新版微博V6」，即可升級到第6版。第6版微博介面也隨之調整，改為卡片式風格，但功能升級不大。[36]有媒體稱此次微博改版將對抗微信。[37]10月27日，所有仍在使用第5版的使用者進行了強制升級。但這些改變並未獲得使用者的支援，引來一片罵聲，例如頭像將原來的方形改為圓形，原頭像的畫面，產生了部分遮擋。微博內部相關人士稱，網頁版微博升級的初衷是「把PC端和行動端的風格統一，讓使用者在從PC端向行動端轉移時更為容易」。[38]有媒體稱此次改版向Facebook看齊[39]。
2015年8月12日中午，新浪微博的圖片伺服器發生故障，導致配圖與博文描述完全不同，其中「延參法師」的微博中被配了一張性感相片。[40]
2016年1月，新浪微博宣布，將取消140字字元限制。該功能計劃在1月28日對微博會員開放試用權限，並於2月28日正式對所有使用者開放，屆時使用者可直接發布小於2000字的博文。不過在資訊流介面中，若有超過140字的博文，正文維持原展示方式，並會增加新的返回標識[41]。
2017年4月20日，新浪微博CEO王高飛宣布，將限制使用者更改暱稱的次數[42]。普通使用者一年內（按自然年計算）只能更改一次，會員使用者可按照等級高低不同更改3-5次；橙V使用者只能更改1-2次並需要系統稽核通過[43]。
2018年4月7日，謝娜微博粉絲數破億，成為史上第一位微博粉絲數破億的藝人。
2018年7月23日，新浪推出了與即刻相似的資訊類APP鮮知，並可使用微博登入。
2018年10月9日，新浪微博官方宣布，為「進一步營造清朗、健康、文明、有序的平台環境，切實保護未成年人網路空間安全」，決定自2018年11月1日上線的新版本客戶端起，暫停對未滿14周歲的未成年人開放註冊功能。同時，新浪微博正在加緊開發針對未成年人的特別版本，專門提供適宜未成年人瀏覽和參與的內容及活動[44]。
2019年4月，新浪微博與中國國家圖書館合作，啟動「網際網路資訊戰略儲存專案」。屆時新浪微博上公開發布的博文將被國家圖書館儲存[45]。
2019年9月2日，新浪推出社交APP綠洲，與Instagram和小紅書類似，需要通過邀請碼註冊並可以通過微博帳號登入，但綠洲與微博內容不相通。
2020年6月，中國國家互聯網信息辦公室約談新浪微博負責人，指責新浪微博在蔣凡輿論事件中干擾網上傳播秩序和傳播違法違規資訊，要求其立即整改，從6月10日下午3時至6月17日下午3時暫停更新微博熱搜榜[46]。
2022年3月起，針對俄烏戰爭議題引發的輿論戰，新浪微博向部分使用者開放真實地理位置顯示功能，以打擊冒稱在戰爭前線混淆視聽或博取流量者；其中中國大陸境內精確到省一級，境外精確到所在國家或地區。該功能由關鍵詞觸發，使用者不能手動開啟或關閉。之後這一功能進一步擴充到其它議題上，如COVID-19疫情、性別對立、涉境外勢力爭議等。2022年4月28日起，新浪微博全部開啟使用者及評論展示IP屬地功能，該功能使用者無法關閉。[47]
2022年7月13日，新浪微博表示將對站內利用諧音字、變體字等錯別字發布、傳播的行為開展集中整治。[48]
2023年10月，新浪微博宣布10月底之前，所有超過一百萬粉絲的大V使用者將會實施前台實名。從周一開始，新浪微博陸續向擁有100萬粉絲以上的使用者發出通知，十月底之前，前台要展示個人姓名，50萬粉絲的使用者將在十二月底之前展示實名。[49]符合標準的大V使用者將會收到「微部落格服專員」的通知：
為進一步落實自媒體使用者管理規定，100萬粉絲以上的自媒體帳號需要在10月底之前進行前台實名，全網所有平台統一執行。以微博為例，需要將您的真實姓名在您的微博資料頁上公開展示。提前同步您知曉。
通知表示，以個人日常生活分享為主的領域帳號，例如美食、美妝等領域不受此次實名要求影響，但時政、財經、娛樂等領域帳號必須實名。上述訊息傳出後，微博平台股急插，微博（9898）半日跌4.02%至95.4元[50]
2023年10月31日新浪微博正式開始實施前台實名，微博管理員發布前台實名公告：[51]
為營造安全、文明、和諧的網路生態環境，增強平台頭部「自媒體」帳號的可信度及權威性，站方將於近期引導頭部「自媒體」帳號進行前台實名展示，以此進一步規範「自媒體」帳號運營管理，更便於公眾為社會公共利益實施監督。具體說明如下：
1. 站方將於近期引導社會時事、軍事、財經、法律、醫療等專業領域100萬粉絲以上的「自媒體」帳號填寫實名資訊，後續將逐步擴大到相關領域50萬粉絲以上的「自媒體」帳號，經使用者同意後進行前台實名展示。
2. 普通使用者及以個人日常生活分享為主的領域帳號不受前台實名展示的影響。
3. 使用者填寫實名資訊後，將在個人資料頁展示使用者的真實姓名。對於未登入的遊客使用者、未通過真實身分資訊驗證的使用者、行為異常使用者以及近期因不友善行為被處置的使用者，禁止檢視其他使用者前台實名資訊。
4. 站方將通過私信告知需進行前台實名展示的使用者，使用者可通過私信連結引導進行前台實名資訊填寫。
5. 接收到私信引導但未進行前台實名資訊填寫的使用者，其帳號的流量和收入將受到部分限制，包括推薦流展示限制、熱搜展示限制、廣告分成限制、打賞收入限制等。
各平台的頭部「自媒體」大V因其擁有的社會影響力，在討論社會時事熱點時，具有遠超普通使用者的輿論引導作用，而前台實名的實施正是為了推動大V承擔起與話語能量相匹配的責任，從而進一步推進網路輿論生態治理。後續，站方將不斷最佳化並完善前台實名展示流程及規則，在壓實平台主體責任的同時積極提升使用者體驗。同時，站方也感謝廣大使用者對前台實名的積極支援與配合，微博願與各界力量攜手，共同營造清朗的網路空間。