Der Verband wurde als American Association for the Advancement of Osteopathy am 19. April 1897 in Kirksville, Missouri, von Studenten der American School of Osteopathy, insbesondere Andrew Taylor Still, gegründet. Sie wurde 1901 in American Osteopathic Association umbenannt.
Im September 1901 begann die AOA mit der Herausgabe einer wissenschaftlichen Zeitschrift, dem Journal of the American Osteopathic Association. Abonnements wurden den AOA-Mitgliedern angeboten, und die Mitgliedsbeiträge betrugen damals 5 Dollar pro Jahr. Die Zeitschrift erschien im ersten Jahr zweimonatlich, danach monatlich. Im Jahr 1903 führte die AOA die erste Akkreditierungsstudie über osteopathische Medizinschulen durch. Drei Jahre später führte die American Medical Association ihre erste Akkreditierungsstudie über medizinische Fakultäten in den USA durch, die einen Doktortitel verliehen. Im April 1927 begann die AOA mit der Herausgabe von The Forum of Osteopathy, einer Monatszeitschrift, die über Neuigkeiten im Bereich der osteopathischen Medizin, der AOA und verwandter Gruppen berichtete. Im September 1960 wurde die Zeitschrift in The DO umbenannt.
In den frühen 1900er Jahren war die AOA unter Berufung auf Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und Wirksamkeit gegen die Einführung der Pharmakologie in den Lehrplan der osteopathischen Medizin. Im Jahr 1929 stimmte das Kuratorium der AOA jedoch dafür, den Pharmakologieunterricht an den Schulen für Allgemeinmedizin zuzulassen. Ab 1938 verlangte die AOA, dass die Studenten der osteopathischen Medizin mindestens ein Jahr College-Studium absolvieren mussten, und ab 1940 verlangte die AOA zwei Jahre. 1943 gründete die AOA das Healthcare Facilities Accreditation Program (HFAP), eine Organisation, die Krankenhäuser und andere Gesundheitseinrichtungen akkreditiert.
1957 erkannte das U.S. Department of Health, Education, and Welfare die AOA als offizielle Akkreditierungsstelle für die osteopathische medizinische Ausbildung an. Im Jahr 1967 erkannte die National Commission on Accrediting (heute Council for Higher Education Accreditation) die AOA als offizielle Akkreditierungsstelle für alle Aspekte der osteopathischen medizinischen Ausbildung an. Das Department of Health, Education and Welfare (heute das Department of Health and Human Services) hat die AOA 1966 als offizielle Akkreditierungsstelle für osteopathische Krankenhäuser im Rahmen von Medicare anerkannt. Im Oktober 2015 verkaufte die AOA das Healthcare Facilities Accreditation Program (Programm zur Akkreditierung von Gesundheitseinrichtungen) an die Accreditation Association for Hospitals/Health Systems (Akkreditierungsvereinigung für Krankenhäuser/Gesundheitssysteme).
Im Jahr 2016 reichte eine Gruppe von D.O.-Ärzten eine kartellrechtliche Klage gegen die AOA ein (Talone et al. v. The American Osteopathic Association), in der sie die Forderung nach einer AOA-Mitgliedschaft als Bedingung für die AOA-Zertifizierung anzweifelte. Im Jahr 2018 einigten sich die AOA und die Ärzte auf einen Vergleich in Höhe von 35 Millionen Dollar. Als Teil des Vergleichs erklärte sich die AOA bereit, ihre Politik zu beenden, die von Ärzten eine AOA-Mitgliedschaft verlangt, um eine AOA-Zertifizierung zu erhalten. Der Vergleich wurde 2019 abgeschlossen.
Im Jahr 2021 reichte die AOA eine Klage gegen das American Board of Internal Medicine (ABIM) ein. Die Klage richtete sich gegen die ABIM-Richtlinie, nach der Programmleiter von der ABIM zertifiziert sein müssen, damit Absolventen dieser Facharztausbildung für die ABIM-Zertifizierung in Frage kommen.
Die AOA unterstützt den jährlichen „D.O. Day on Capitol Hill“, bei dem mehr als 1.000 osteopathische Ärzte (D.O.s) und Studenten der osteopathischen Medizin nach Washington, D.C. reisen, um sich mit Kongressmitgliedern zu treffen und aktuelle Themen der Gesundheitsversorgung zu erörtern, wie z. B. die Herausforderungen beim Zugang zur Versorgung. Die Veranstaltung bietet den Abgeordneten die Gelegenheit, mehr über das Gesundheitswesen und die osteopathische Medizin zu erfahren, und den Medizinstudenten die Möglichkeit, sich mit dem politischen Prozess vertraut zu machen.