Im Jahr 2003 nahmen drei Studenten der Technischen Universität Helsinki, Niklas Hed, Jarno Väkeväinen und Kim Dikert, an einem Wettbewerb zur Entwicklung von Handyspielen auf der von Nokia und Hewlett-Packard gesponserten Assembly-Demoparty teil. Der Sieg mit einem Handyspiel namens King of the Cabbage World veranlasste das Trio zur Gründung ihres eigenen Unternehmens Relude. King of the Cabbage World wurde an Sumea verkauft und in Mole War umbenannt, das zu einem der ersten kommerziellen Echtzeit-Multiplayer-Handyspiele wurde. Im Januar 2005 erhielt Relude seine erste Investitionsrunde von einem Business Angel, und das Unternehmen änderte seinen Namen in Rovio Mobile, wobei „rovio“ aus dem Finnischen mit „Scheiterhaufen“ übersetzt wird.
Im Jahr 2009 wurde Mikael Hed CEO. Im Dezember 2009 veröffentlichte Rovio Angry Birds, sein 52. Spiel, ein Puzzlespiel, bei dem ein Vogel mit einer Schleuder auf Schweine geschleudert wird, für das iPhone; es erreichte nach sechs Monaten Platz 1 in den Charts der kostenpflichtigen Apps im Apple App Store und blieb auch danach monatelang in den Charts.
Im März 2011 erhielt Rovio 42 Millionen US-Dollar Risikokapital von Accel Partners, Atomico und Felicis Ventures. Im Juli 2011 änderte das Unternehmen seinen Namen in Rovio Entertainment. Im Juni 2011 stellte das Unternehmen David Maisel ein, um die Produktion des Angry Birds-Films zu leiten. Im Oktober 2011 kaufte Rovio Kombo, eine in Helsinki ansässige Animationsfirma. Das Animationsstudio wurde erworben, um eine Reihe von Kurzvideos zu produzieren, die im Jahr 2012 veröffentlicht wurden. Im März 2012 erwarb Rovio die Futuremark Game Studios, die Spieleentwicklungsabteilung des Benchmarking-Unternehmens Futuremark, für eine ungenannte Summe.
Im Mai 2012 gab Rovio bekannt, dass seine Spieleserie Angry Birds den einmilliardsten Download erreicht hatte. Im Juli 2012 kündigte Rovio eine Vertriebspartnerschaft mit Activision an, um die ersten drei Angry Birds-Titel in einer Sammlung namens Angry Birds Trilogy auf Videospielkonsolen und Handhelds zu bringen. Sie wurde im September 2012 veröffentlicht. Im November 2012 veröffentlichte Rovio Angry Birds Star Wars, eine Neuauflage des beliebten Spiels mit einer Lizenz für die Star Wars-Original-Trilogie, für Mobilgeräte und PC. Rovio arbeitete erneut mit Activision zusammen, um den Titel auf Videospielkonsolen und Handhelds zu portieren, wo er im Oktober 2013 veröffentlicht wurde. Eine Fortsetzung, Angry Birds Star Wars II, basierend auf der Star-Wars-Prequel-Trilogie, wurde im September 2013 veröffentlicht.
Im März 2013 startete Rovio seinen Multiplattform-Kanal Toons.TV, der mit Angry Birds Toons begann. Ab 2013 wurde Rovio zu einem Videospiel-Publisher und veröffentlicht Spiele von Drittanbietern über sein Rovio Stars-Programm. Der Kanal wurde 2017 eingestellt.
Im Januar 2014 gab Rovio bekannt, dass seine Spieleserie Angry Birds den zweimilliardsten Download erreicht hatte. Außerdem wurde aufgedeckt, dass das Flaggschiff der Serie, Angry Birds, „Daten“ an Drittunternehmen weitergegeben hat, möglicherweise an Überwachungsbehörden wie die NSA. Als Vergeltung verunstalteten NSA-feindliche Hacker die Website von Rovio.
Im Mai 2014 gründete Rovio eine neue Verlagssparte, Rovio LVL11, um experimentelle Spiele zu veröffentlichen. Das erste Spiel, das unter Rovio LVL11 veröffentlicht wurde, ist Retry und das zweite ist Selfie Slam. Seit Juni 2014 sieht sich Rovio als Unterhaltungsunternehmen und nicht nur als Spielehersteller. Dies wird dadurch unterstrichen, dass das Merchandise- und Lizenzgeschäft von Rovio 2013 etwa die Hälfte des Jahresumsatzes von 216 Millionen US-Dollar ausmachte.
Im August 2014 gab Rovio bekannt, dass Mikael Hed im Januar 2015 als CEO zugunsten von Pekka Rantala zurücktreten würde. Hed blieb im Vorstand von Rovio und wurde Vorsitzender von Rovio Animation. Im Dezember 2014 entließ Rovio 110 Mitarbeiter, nachdem sich der Nettogewinn im Jahr 2013 halbiert hatte, da die jüngsten Spiele, Angry Birds Epic und Go!, nicht so erfolgreich waren wie frühere Spiele. Nach diesem Schritt schloss Rovio sein Studio in Tampere und verlagerte den Betrieb an seinen Standort in Espoo. Ende 2014 musste Rovio einen Gewinnrückgang von 73 % hinnehmen und erwirtschaftete nur noch 10 Millionen Euro. Pekka Rantala erklärte, dass der Rückgang auf den schlechten Verkauf von lizenzierten Waren und Nebenprodukten von Angry Birds zurückzuführen ist. Er merkte auch an, dass „das Unternehmen mit dem Ergebnis unseres Lizenzgeschäfts unzufrieden ist“. Im August 2015 entließ Rovio weltweit 260 Mitarbeiter, nachdem der Umsatz mit Angry Birds-Spielzeug und -Merchandise im Jahr 2014 um 43 % zurückgegangen war. Im Dezember 2015 kündigte Rantala an, dass er als CEO zurücktreten und im Januar 2016 von Kati Levoranta, der ehemaligen Leiterin der Rechtsabteilung von Rovio, abgelöst werden würde.
Am 16. Januar 2017 eröffnete Rovio sein neues Spielestudio in London, das sich auf Massively Multiplayer Online Games konzentrieren soll. Am 15. Februar 2017 gab Rovio bekannt, dass es im Zuge der Umstrukturierung der Animationsabteilung mindestens 35 Stellen streichen wird. Im März 2017 erwarb Kaiken Entertainment, gegründet vom ehemaligen Rovio-CEO Mikael Hed, die Animationsabteilung von Rovio. Im März 2017 meldete Rovio, dass es dank des Erfolgs des Angry Birds Movie und seiner jüngsten Videospiele mit einem Bruttoumsatz von 201 Millionen US-Dollar in die Gewinnzone zurückgekehrt sei.
Im Juni 2017 trat Kaj Hed als Vorsitzender von Rovio zurück und Mika Ihamuotila wurde sein Nachfolger.
Am 5. September 2017 gab Rovio seine Absicht bekannt, ein börsennotiertes Unternehmen zu werden. Im Oktober 2017 wurden Rovio-Aktien an der NASDAQ Helsinki verkauft, und das Unternehmen wurde mit 1 Milliarde US-Dollar bewertet.
Am 2. März 2018 gab Rovio die Schließung seines Londoner Studios nach enttäuschenden Ergebnissen bekannt.
Am 14. November 2018 gab Rovio bekannt, dass es den ehemaligen Gameloft-Manager Alexandre Pelletier-Normand zum Executive Vice President seines Spielegeschäftsbereichs ernannt hat. Er trat seine Stelle am 2. Januar 2019 an. Am 30. November 2018 gab Rovio die vollständige Übernahme von PlayRaven bekannt, einem Entwickler, der für die Entwicklung von Strategiespielen wie Eve: War of Ascension.
Am 3. Juni 2020 übernahm Rovio Darkfire Games für eine ungenannte Summe. Die Tochtergesellschaft wird in Rovio Copenhagen umbenannt.
Am 21. Dezember 2020 gab Rovio bekannt, dass der Executive Vice President of Games, Alexandre Pelletier-Normand, die Position des CEO übernehmen wird. Der Wechsel trat am 1. Januar 2021 in Kraft.