수백 년 전 시나가와의 앞바다였던 오다이바는 땅을 메워 만든 도시이다. 일본에서는 물자를 수송하는 수단으로 배가 사용되었다. 시나가와 앞바다에 대형 화물선이 정박하여, 소형 선박에 짐을 옮겨 에도까지 운반하였다. 또한, 초밥에선 빼놓을 수 없는 '김'의 원료인 해조의 산지로도 유명했다. 유명한 우키요에(일본의 풍속화)에는 조개잡이를 하는 모습이 그려져 있어, 일대는 번화한 항구 도시였던 것을 알 수 있다.

1639년부터 1854년까지 교역의 창구였던 데지마(현재는 나가사키 현의 일부)를 제외하고, 외국인의 입국을 금지하는 법률이 있었다. 그러던 중, 1853년에 미국 대통령의 친서를 가지고 가나가와 현 우라가의 앞바다에 개국을 요구하는 네 척의 군함이 찾아온다. 내항한 가나가와 현 우라가 앞바다에서 에도로 밀어닥치려는 사절단에게 일본은 1년의 유예를 요구하고 돌려보낸다. 그 1년 동안 그들의 침입을 막기 위한 포대 건설이 이루어졌다.

당시 정부는 외국 선박의 함포 사격으로부터 에도 성을 방어하기 위하여 포대를 건설하기로 결정한다. 건설지가 된 것은 토사의 퇴적이 잦고, 선박이 운항하기 힘든 시나가와 앞바다. 여기에 5,000명을 동원하여 인공 섬을 만들고, 11개의 포대를 배치하였다. 이 땅이 '오다이바'라고 불리게 된 것은 이러한 역사적 배경에서 비롯된다.

장기간에 걸쳐 건설된 포대였으나, 정부가 방침을 바꿔 미일화친조약(가나가와 조약)을 체결했기에 사용된 적은 한 번도 없었다. 결국 오다이바는 조선소로 이용되거나 등대가 설치되는 등 초기와는 다른 목적으로 사용되었다. 제2차 세계 대전 후에는 전쟁고아들의 수용소가 지어졌다.

건설 시에는 11개였던 포대 중 대부분이 매립되어 사라졌다. 그러나 지금도 제3포대와 제6포대는 유구가 남아있다. '다이바 공원'은 제3포대의 부지에 정비된 도립 공원이다. 높이 약 5~7m의 돌담 위에 둑을 쌓았으며, 병영의 초석이 남아있다. 문헌에 의하면 36파운드 포가 배치되어 있었다고 한다.

1990년대에 들어서 과밀화하는 도쿄의 인구 증가와 교통 혼잡 등을 완화하기 위해 임해 부도심의 재개발 계획이 세워진다. 방송국의 사옥 이전, 레인보 브리지와 대형 오락 시설, 쇼핑몰 등이 차례로 건설되었다. 1995년에는 신바시와 아리아케를 잇는 모노레일이 운행을 시작했다. 앞으로도 2020년 도쿄 올림픽 개최에 대비한 대형 호텔의 개업과 대형 복합 시설의 건설 등이 예정되어 있다.

'도쿄 미나토관'은 도쿄 항의 역사와 개발 계획 등을 소개하는 박물관이다. 고층인 20층에 위치하고 있어, 눈 아래로 펼쳐지는 도쿄 항과 임해 부도심을 바라볼 수 있다. 만안의 거대한 컨테이너선 외에도 멀리 보이는 도쿄스카이트리와 후지 산, 하네다 공항과 함께 현재의 오다이바를 360도로 바라볼 수 있다. 2016년 6월 30일에 일시적으로 폐관한 후, 2017년 4월에 새롭게 단장하여 재오픈할 예정이다.