Yhdistys perustettiin American Association for the Advancement of Osteopathy -nimellä 19. huhtikuuta 1897 Kirksvillessä Missourin osavaltiossa American School of Osteopathy -yliopiston opiskelijoiden ja erityisesti Andrew Taylor Stillin toimesta. Se nimettiin uudelleen American Osteopathic Associationiksi vuonna 1901.
Syyskuussa 1901 AOA alkoi julkaista tieteellistä lehteä nimeltä Journal of the American Osteopathic Association. Tilauksia tarjottiin AOA:n jäsenille, ja tuolloin jäsenmaksu oli 5 dollaria vuodessa. Lehti julkaistiin ensimmäisen vuoden ajan kahden kuukauden välein ja sen jälkeen kuukausittain. Vuonna 1903 AOA suoritti ensimmäisen osteopaattisten lääketieteellisten koulujen akkreditointitutkimuksen. Kolme vuotta myöhemmin American Medical Association teki ensimmäisen akkreditointitutkimuksen Yhdysvaltain lääketieteellisistä tiedekunnista. Huhtikuussa 1927 AOA alkoi julkaista kuukausittain ilmestyvää The Forum of Osteopathy -lehteä, joka käsitteli osteopaattiseen lääketieteeseen, AOA:han ja siihen liittyviin ryhmiin liittyviä uutisia. Syyskuussa 1960 lehden nimi muutettiin The DO:ksi.
1900-luvun alussa AOA vastusti farmakologian sisällyttämistä osteopaattisen lääketieteen opetussuunnitelmaan vedoten turvallisuuteen ja tehokkuuteen liittyviin huolenaiheisiin. Vuonna 1929 AOA:n johtokunta kuitenkin äänesti farmakologian opetuksen sallimisen lääkärikouluissa. Vuoteen 1938 mennessä AOA alkoi vaatia, että osteopaattisen lääketieteen opiskelijoilla on oltava vähintään yksi vuosi yliopisto-opintoja, ja vuoteen 1940 mennessä AOA vaati kaksi vuotta. Vuonna 1943 AOA perusti terveydenhuollon laitosten akkreditointiohjelman (HFAP, Healthcare Facilities Accreditation Program), joka akkreditoi sairaaloita ja muita terveydenhuollon laitoksia.
Vuonna 1957 Yhdysvaltain terveys-, koulutus- ja hyvinvointiministeriö tunnusti AOA:n osteopaattisen lääkärikoulutuksen viralliseksi akkreditointielimeksi. Vuonna 1967 National Commission on Accrediting (nykyisin Council for Higher Education Accreditation) tunnusti AOA:n viralliseksi akkreditointielimeksi osteopaattisen lääkärikoulutuksen kaikilla osa-alueilla. Terveys-, koulutus- ja hyvinvointiministeriö (nykyisin Department of Health and Human Services) tunnusti AOA:n viralliseksi akkreditointielimeksi Medicaren piiriin kuuluville osteopaattisille sairaaloille vuonna 1966. Lokakuussa 2015 AOA myi Healthcare Facilities Accreditation Program -ohjelman Accreditation Association for Hospitals/Health Systems -järjestölle (Accreditation Association for Hospitals/Health Systems).
Vuonna 2016 joukko lääketieteen asiantuntijalääkäreitä nosti AOA:ta vastaan kilpailunvastaisen kanteen (Talone et al. v. The American Osteopathic Association), jossa kiistettiin vaatimus, jonka mukaan lääkäreiden on ostettava AOA:n jäsenyys edellytyksenä sille, että he voivat saada AOA:n lautakuntatason sertifikaatin. Vuonna 2018 AOA ja lääkärit pääsivät 35 miljoonan dollarin sovintosopimukseen. Osana sovintoratkaisua AOA suostui lopettamaan politiikkansa, jonka mukaan lääkäreiden on ostettava AOA:n jäsenyys saadakseen AOA:n lautakuntasertifioinnin. Sovinto saatiin päätökseen vuonna 2019.
Vuonna 2021 AOA nosti kanteen American Board of Internal Medicine (ABIM) -lautakuntaa vastaan. Oikeusjuttu kohdistui ABIM:n politiikkaan, jonka mukaan ohjelmien johtajien on oltava ABIM:n sertifioimia, jotta kyseisestä residenssistä valmistuneet voivat saada ABIM:n lautakuntasertifioinnin.
AOA tukee vuosittaista ”D.O. Day on Capitol Hill” -tapahtumaa, jossa yli 1000 osteopaattilääkäriä ja osteopaattilääkäriopiskelijaa lähtee Washingtoniin, D.C.:n osavaltioon, jossa he tapaavat kongressin jäseniä keskustellakseen terveydenhuollon ajankohtaisista kysymyksistä, kuten hoidon saatavuuden haasteista. Tapahtuma tarjoaa lainsäätäjille mahdollisuuden oppia lisää terveydenhuollosta ja osteopaattilääketieteestä ja lääketieteen opiskelijoille mahdollisuuden tutustua paremmin poliittiseen prosessiin.