Sammanslutningen grundades som American Association for the Advancement of Osteopathy den 19 april 1897 i Kirksville, Missouri, av studenter från American School of Osteopathy, särskilt Andrew Taylor Still. Den döptes om till American Osteopathic Association 1901.
I september 1901 började AOA publicera en vetenskaplig tidskrift med titeln Journal of the American Osteopathic Association. Prenumerationer erbjöds AOA:s medlemmar, och vid den tiden var medlemsavgiften 5 dollar per år. Tidskriften publicerades två gånger i månaden under det första året, därefter månadsvis. År 1903 genomförde AOA den första ackrediteringsundersökningen av osteopatiska medicinska skolor. Tre år senare genomförde American Medical Association sin första ackrediteringsundersökning av amerikanska läkarskolor som ger läkarexamen. I april 1927 började AOA publicera The Forum of Osteopathy, en månadstidning med nyheter om osteopatisk medicin, AOA och relaterade grupper. I september 1960 bytte tidningen namn till The DO.
I början av 1900-talet motsatte sig AOA införandet av farmakologi i läroplanen för osteopatisk medicin med hänvisning till oro för säkerhet och effektivitet. År 1929 röstade dock AOA:s styrelse för att tillåta undervisning i farmakologi i osteopatiska skolor. År 1938 började AOA kräva att osteopatiska läkarstudenter ska ha minst ett års universitetsutbildning på grundnivå, och 1940 krävde AOA två år. År 1943 grundade AOA Healthcare Facilities Accreditation Program (HFAP), en organisation som ackrediterar sjukhus och andra vårdinrättningar.
År 1957 erkände det amerikanska ministeriet för hälsa, utbildning och välfärd AOA som officiellt ackrediteringsorgan för osteopatisk läkarutbildning. År 1967 erkände National Commission on Accrediting (nuvarande Council for Higher Education Accreditation) AOA som officiellt ackrediteringsorgan för alla aspekter av osteopatisk läkarutbildning. Department of Health, Education and Welfare (nuvarande Department of Health and Human Services) erkände 1966 AOA som officiellt ackrediteringsorgan för osteopatiska sjukhus inom Medicare. I oktober 2015 sålde AOA Healthcare Facilities Accreditation Program till Accreditation Association for Hospitals/Health Systems.
2016 väckte en grupp läkare med doktorsstatus talan om konkurrensbegränsning mot AOA (Talone et al. v. The American Osteopathic Association) och ifrågasatte kravet på att läkare måste köpa medlemskap i AOA som ett villkor för att få en certifiering av AOA:s styrelse. År 2018 nådde AOA och läkarna ett förlikningsavtal på 35 miljoner dollar. Som en del av förlikningen gick AOA med på att upphöra med sin policy att kräva att läkare ska köpa AOA-medlemskap för att få AOA:s styrelsecertifiering. Förlikningen slutfördes 2019.
2021 lämnade AOA in en stämning mot American Board of Internal Medicine (ABIM). Stämningen var riktad mot ABIM:s policy som kräver att programledare ska vara styrelsecertifierade av ABIM för att utexaminerade från den specialistutbildningen ska vara berättigade till ABIM-styrelsecertifiering.
A AOA stödjer den årliga ”D.O. Day on Capitol Hill”, där mer än 1 000 osteopatiska läkare och osteopatiska läkarstuderande åker till Washington för att träffa kongressledamöter och diskutera aktuella frågor inom hälso- och sjukvården, t.ex. utmaningar i fråga om tillgång till vård. Evenemanget är ett tillfälle för lagstiftarna att lära sig mer om hälso- och sjukvård och osteopatisk medicin och för läkarstudenterna att bli mer bekanta med den politiska processen.