1948 başında Çekoslovakya'da Komünistler iktidarı tek başına aldı; aynı yılın haziranında Sovyetler Batı Berlin'e karayolu ve demiryolu erişimini kesti. Batı Avrupa kendi gücüyle Sovyet baskısına direnemeyeceğini açıkça gördü. Mart 1948'de Brüksel Antlaşması'yla Birleşik Krallık, Fransa, Belçika, Hollanda ve Lüksemburg ortak savunma kurmuştu; ABD bunu Atlantik ölçeğine genişletmenin gerekli olduğuna ikna oldu. Vandenberg Kararı (Haziran 1948) ile ABD Senatosu, anayasada ilk kez barış zamanında bir Avrupa ittifakına katılmayı onayladı. Aylar süren müzakereler sonunda 12 devlet imza için Washington'da buluştu.

4 Nisan 1949'da Departmental Auditorium'da Kuzey Atlantik Antlaşması imzalandı. Kurucu 12 üye: Amerika Birleşik Devletleri, Kanada, Birleşik Krallık, Fransa, Belçika, Hollanda, Lüksemburg, Norveç, Danimarka, İzlanda, Portekiz ve İtalya. Antlaşmanın özü kısa Madde 5'tedir: "Bir veya daha fazla üyeye Avrupa veya Kuzey Amerika'da yapılan silahlı saldırı, hepsine yapılmış sayılır." Bu hüküm o güne kadarki en somut kolektif savunma taahhüdüydü. Madde 3 üyelerin sürekli askeri gücünü geliştirmesini öngörüyor, Madde 10 yeni üyelere kapı bırakıyordu. ABD Başkanı Truman antlaşmayı 24 Ağustos'ta yürürlüğe koyan kanunu imzaladı; Eylül'de Sovyetlerin ilk atom bombası denemesi (RDS-1) ittifakın aciliyetini doğruladı.

İttifak hızla genişledi ve kurumsallaştı. 1952'de Türkiye ve Yunanistan, 1955'te Federal Almanya katıldı; Batı Almanya'nın NATO'ya girişi haftalar içinde Varşova Paktı'nın kurulmasına yol açtı (14 Mayıs 1955) — Soğuk Savaş artık iki blokun iki askeri çatısıyla karşı karşıyaydı. 1952'de Lord Ismay ilk Genel Sekreter oldu; ona atfedilen "NATO Sovyetleri dışarıda, Amerikalıları içeride, Almanları aşağıda tutmak içindir" sözü ittifakın üçlü stratejik mantığını özetler. 1966'da Fransa entegre askeri yapıdan çıktı (2009'da geri döndü), karargah Paris'ten Brüksel'e taşındı.

Madde 5 yarım yüzyıl boyunca caydırıcı kaldı; ilk ve tek kez 11 Eylül 2001 saldırılarının ertesinde işletildi — Sovyetlere karşı kurulmuş bir ittifak ilk savunmasını ABD'nin yanında Afganistan'da yaptı. Soğuk Savaş'ın 1991'de bitmesi NATO'nun varlık nedenini sorgulattı; ittifak 1990'lardan itibaren Polonya, Çek Cumhuriyeti, Macaristan (1999), Baltık devletleri (2004) ve sonraki dalgalarla doğuya doğru genişledi. Bu genişlemenin Rusya ile gerilim doğurup doğurmadığı bugüne kadar süren bir tartışmadır: Michael Mandelbaum, John Mearsheimer gibi gerçekçi (realist) okul genişlemenin Rus güvenlik kaygılarını ihmal ettiğini öne sürer; tarihsel-liberal yaklaşım ise NATO'ya katılımın egemen devletlerin kendi tercihi olduğunu, Rus tepkisinin iç siyasetinin sonucu olduğunu vurgular. Eon zaman çizgisinde 4 Nisan 1949, 20. yüzyılın ikinci yarısının güvenlik mimarisinin temelini attığı tarihtir.