2003 deltog tre studenter från Helsingfors tekniska universitet, Niklas Hed, Jarno Väkeväinen och Kim Dikert, i en tävling om utveckling av mobilspel på Assembly demo party som sponsrades av Nokia och Hewlett-Packard. En seger med mobilspelet King of the Cabbage World ledde till att trion startade sitt eget företag Relude. King of the Cabbage World såldes till Sumea och döptes om till Mole War, som blev ett av de första kommersiella mobilspelen med flera spelare i realtid. I januari 2005 fick Relude sin första investeringsrunda från en affärsängel, och företaget bytte namn till Rovio Mobile, där ”rovio” översätts från finska till ”bål”.
År 2009 blev Mikael Hed vd. I december 2009 släppte Rovio Angry Birds, sitt 52:a spel, ett pusselspel där en fågel kastas mot grisar med hjälp av en slunga för iPhone. Det nådde förstaplatsen på listan över betalda appar i Apple App Store efter sex månader och förblev på listan i flera månader därefter.
I mars 2011 tog Rovio in 42 miljoner dollar i riskkapitalfinansiering från Accel Partners, Atomico och Felicis Ventures. I juli 2011 bytte företaget namn till Rovio Entertainment. I juni 2011 anställde företaget David Maisel för att leda deras Angry Birds-filmproduktion. I oktober 2011 köpte Rovio Kombo, ett Helsingforsbaserat animationsföretag. Animationsstudion förvärvades för att producera en serie korta videor som släpptes 2012. I mars 2012 förvärvade Rovio Futuremark Game Studios, spelutvecklingsavdelningen hos benchmarkingföretaget Futuremark, för en okänd summa.
I maj 2012 meddelade Rovio att dess spelserie Angry Birds hade nått sin en miljardste nedladdning. I juli 2012 tillkännagav Rovio ett distributionssamarbete med Activision för att ta fram de tre första Angry Birds-titlarna till videospelkonsoler och handhållna datorer, i en samling med namnet Angry Birds Trilogy. Den släpptes i september 2012. I november 2012 släppte Rovio Angry Birds Star Wars, en iteration av sitt populära spel med licens från Star Wars originaltrilogin, för mobila enheter och PC. Rovio samarbetade återigen med Activision för att portera titeln till videospelskonsoler och handhållna datorer, och den släpptes på dessa plattformar i oktober 2013. En uppföljare, Angry Birds Star Wars II, baserad på Star Wars prequel-trilogin, släpptes i september 2013.
I mars 2013 lanserade Rovio sin multiplattformskanal Toons.TV som började med Angry Birds Toons. Från och med 2013 blev Rovio en videospelsutgivare och publicerar spel från tredje part genom sitt Rovio Stars-program. Kanalen lades ned 2017.
I januari 2014 meddelade Rovio att dess spelserie Angry Birds hade nått sin två miljarderste nedladdning. Dessutom avslöjades det att deras flaggskeppsserie Angry Birds ”läckte data” till tredjepartsföretag, eventuellt till övervakningsorgan som NSA. Som en vedergällning gjorde anti-NSA-hackare Rovios hemsida vanställd.
I maj 2014 lanserade Rovio en ny förlagsgren, Rovio LVL11, för att släppa experimentella spel. Det första spelet som publicerades under Rovio LVL11 var Retry och det andra Selfie Slam. Från och med juni 2014 anser Rovio att de är ett underhållningsföretag och inte bara ett spelföretag. Detta förstärks av att Rovios merchandise- och licensverksamhet står för ungefär hälften av deras årliga intäkter på 216 miljoner dollar 2013.
I augusti 2014 meddelade Rovio att Mikael Hed skulle avgå som vd i januari 2015 till förmån för Pekka Rantala. Hed stannade kvar i Rovios styrelse och blev ordförande för Rovio Animation. I december 2014 sade Rovio upp 110 anställda efter att nettovinsten halverats under 2013 på grund av de senaste spelen Angry Birds Epic och Go! som inte varit lika framgångsrika som tidigare spel. Efter denna åtgärd stängde Rovio sin studio i Tammerfors och flyttade verksamheten till Esbo. I slutet av 2014 drabbades Rovio av en 73-procentig minskning av vinsten och tjänade endast 10 miljoner euro. Pekka Rantala uppgav att minskningen beror på den dåliga försäljningen av licensierade varor och biprodukter från Angry Birds. Han konstaterade också att ”företaget är missnöjt med resultatet av vår licensverksamhet”. I augusti 2015 sade Rovio upp 260 anställda över hela världen efter att Angry Birds leksaker och merchandiseintäkter sjönk med 43 procent under 2014. I december 2015 meddelade Rantala att han skulle avgå som vd och att han skulle efterträdas av Kati Levoranta, tidigare chefsjurist på Rovio, i januari 2016.
Den 16 januari 2017 öppnade Rovio sin nya spelstudio i London för att fokusera på massiva flerspelarspel online. Den 15 februari 2017 meddelade Rovio att man kommer att skära ner minst 35 jobb i samband med att man omstrukturerar animationsavdelningen. I mars 2017 förvärvade Kaiken Entertainment, som grundades av den tidigare Rovio-vd:n Mikael Hed, Rovios animationsdivision. I mars 2017 rapporterade Rovio att det har återgått till lönsamhet med en bruttointäkt på 201 miljoner US-dollar tack vare framgångarna med Angry Birds Movie och dess senaste videospel.
I juni 2017 avgick Kaj Hed som ordförande för Rovio och Mika Ihamuotila efterträdde honom som ny ordförande.
Den 5 september 2017 meddelade Rovio att det hade för avsikt att bli ett börsnoterat företag. I oktober 2017 såldes Rovio-aktier på NASDAQ Helsinki och företaget värderades till 1 miljard dollar.
Den 2 mars 2018 meddelade Rovio att man stänger sin studio i London efter besvikna resultat.
Den 14 november 2018 meddelade Rovio att man utnämnt den före detta Gameloft-chefen Alexandre Pelletier-Normand till vice verkställande direktör för affärsenheten spel. Han började sin roll den 2 januari 2019. Den 30 november 2018 meddelade Rovio att de helt hade förvärvat PlayRaven, utvecklaren som är känd för att ha gjort strategispel som Eve: War of Ascension.
Den 3 juni 2020 förvärvade Rovio Darkfire Games för en okänd summa. Dotterbolaget kommer att bli Rovio Copenhagen.
Den 21 december 2020 meddelade Rovio att Executive Vice President of games, Alexandre Pelletier-Normand, skulle ta över som VD. Förändringen trädde i kraft den 1 januari 2021.