Проект был основан в феврале 2005 года тремя бывшими работниками PayPal в Сан-Бруно, Калифорния. Они использовали технологию Flash Video (flv), позволяющую получить относительно хорошее качество записи при небольшом объёме передаваемых данных. Проект стал хорошим средством развлечения, и, сформировав своё сообщество, по данным статистики аналитической компании Alexa, опередил по популярности социальную сеть MySpace.
В ноябре 2006 года была завершена покупка YouTube компанией Google за 1,65 миллиарда долларов. До покупки YouTube у Google был сервис схожей направленности — Google Video. Представители Google не намереваются закрывать его, а будут использовать его как место поиска видео по всем видеохостинговым сайтам. В настоящее время поиск Google Video включает и YouTube.
Самое первое видео — 18-секундный ролик любительской съёмки Джаведа Карима в зоопарке Сан-Диего — на YouTube было размещено 23 апреля 2005 года.
14 ноября 2007 года YouTube запустил русскую версию портала по адресу http://ru.youtube.com, открывшуюся клипом Петра Налича.
В начале 2010 года дизайн сайта был немного изменён.
9 июля 2010 года Google объявила о поддержке IMAX на YouTube.
8 июля 2011 года YouTube полностью поменял дизайн сайта. В новом графическом интерфейсе «Cosmic Panda» применяется отличная от «старого» YouTube цветовая схема. Видеоролики воспроизводятся на темном фоне, а не на белом. Был незначительно изменен логотип: дизайнеры отказались от ярко-красного в пользу более темного оттенка. Изменения коснулись и элементов управления — кнопок и списков. «Превью» роликов из списка «Похожие видео» стали крупней. Видео из плейлистов отображаются в виде горизонтального списка. Владельцы личных каналов на YouTube получат больше инструментов для персонализации своей странички. Новый интерфейс будет сосуществовать со старым, указывает YouTube. Чтобы переключиться на Cosmic Panda, пользователи могут воспользоваться этой страницей. Если новое оформление не понравится, можно будет вернуться к старому.

Просмотр и распространение контента
Видеоматериалы YouTube распространяет следующим образом:
На сайте YouTube.com: пользователи могут загружать видео в нескольких распространенных форматах, в том числе .mpeg и .avi. YouTube автоматически конвертирует их во Flash Video (.mp4) с использованием несвободного (патентованного) кодека H.264[уточнить], и делает их доступными для просмотра в онлайн.
За пределами YouTube.com: каждое видео сопровождается готовой HTML-разметкой для вставки видео на другие веб-страницы. Простая техника скопируй-и-вставь сделала распространение видео с YouTube чрезвычайно популярным среди блоггеров и пользователей социальных сетей, а также некоторых медиаресурсов, ведь ссылка на видео может быть внедрена в HTML-код любой веб-страницы. Этой возможностью пользуются некоторые автоматические и полуавтоматические сервисы, например, VideoRonk представляет на одной странице 5 самых популярных видео с YouTube.
Скачивание видео: помимо специальных сайтов, преобразовывающих ссылку на страницу с видео в ссылки на файлы, это позволяют делать ряд сторонних приложений (напр., SaveTube) и расширений для браузера (напр., UnPlug или другие аддоны для Firefox). Некоторые менеджеры загрузок также могут сохранять видео с этого портала (например Download Master). Есть также ряд специальных сайтов, которые могут загружать видео с YouTube. C января 2009 года Youtube предоставляет возможность скачивать некоторые видеоролики напрямую с сайта.
Возможно сохранение без помощи сторонних приложений. Сохраненное видео размещается в кэше браузера (если ролик имеет большой размер, в кеше может оказаться только его часть, которая просматривалась последней, как правило этого не происходит с роликами длительностью менее 15 минут).
в Mozilla Firefox видео временно сохраняется в каталоге профиля. Кэш доступен по адресу about:cache.
в Internet Explorer видео временно сохраняется в папке Temporary Internet Files в профиле пользователя (например «%USERPROFILE%\Local Settings\Temporary Internet Files\»).
в Opera видео временно сохраняется в кэше профиля в каталоге cache4.
в Google Chrome видео временно сохраняется в каталоге (пример для Windows XP и локального диска C:\
«%USERPROFILE%\Local Settings\Application Data\Google\Chrome\User Data\Default\Cache»
Ролик будет иметь характерное имя (разное для разных браузеров). Найти этот файл проще всего, выполнив поиск в папке кеша со следующими параметрами: Размер — больше 100 Кб, время изменения — за последний час. Найденный файл можно сохранить (перетащить) в нужное место. Если файл не имеет расширения, нужно приписать в конце расширение .flv и видео можно будет просматривать при помощи любого проигрывателя, поддерживающего FLV, например VLC.
Согласно статистике на май 2011, в минуту на Youtube загружается 48 часов видео (24 часа в марте 2010 и 35 часов в ноябре 2010), а в день — 69 120 часов. Самый долгий ролик длится 571 час.

Пользователи могут оставлять свои комментарии, оценивать чужие комментарии, добавлять аннотации и титры к видео, а также выставлять рейтинг просмотренным видео, если такую возможность им предоставил автор. Человек, загрузивший видео, также может запретить «встраивание» (embedding) своего видео на другие сайты, блоги и форумы.

YouTube стал настолько значимым явлением в медиа-мире, что c ним вынуждено считаться и телевидение. Многие медиакомпании создают официальные аккаунты на YouTube, осуществляя продвижение своей продукции через сервис. Ролики, обладающие статусом мема, нередко попадают в репортажи новостей. В июне 2007 года компанией CNN была осуществлена кампания по сбору вопросов от пользователей YouTube для их обсуждения в межпартийных дебатах. Компания также стала объектом значительной критики с обвинениями в фальсификациях и цензуре. Другим примером обратной связи с пользователями сервиса может служить видеообращение телекомпании Аль-Джазира, в котором её представитель пыталась выяснить мнения сообщества о возможности запуска новой службы на английском языке, созданной специально в рамках YouTube. YouTube весьма привлекателен и для небольших независимых телекомпаний и телеканалов.