Foi criado em 11 de janeiro de 1961, pelo então presidente Juscelino Kubitschek e com o nome de Parque Nacional de Tocantins. Ao longo das décadas de 70 e 80 sofreu duas drásticas reduções, restando apenas 10% de sua área original e denominando-se Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros.
Em 1991 o IBAMA, juntamente com a comunidade local, implantou um sistema de visitação que se tornou modelo para os demais parques do Brasil. Foram treinados condutores locais, tornando-se obrigatório a contratação do condutor para visitar os atrativos do parque, desta forma os condutores garantem sua sobrevivência e em contrapartida cuidam da manutenção da unidade e controlam o fluxo de visitação. Hoje há duas associações de guias locais que organizam a classe e mantém os acordos de parceria com o ICMBio - Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (administrador do Parque), bem como o sistema de treinamento e reciclagem dos guias: ACVCV e Servitur.
Foi reconhecido como Património Natural Mundial pela UNESCO em Dezembro de 2001.