Hãng hàng không quốc gia Việt Nam khởi đầu hành trình vào năm 1956, khi Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa thành lập ngành hàng không dân dụng đầu tiên tại Việt Nam, với tên gọi hãng Hàng không Dân dụng Việt Nam. Hãng này được đặt dưới quyền điều hành của quân đội, với hai máy bay Lisunov Li-2 (bản sao Douglas DC-3) được Liên bang Xô Viết cung cấp. Do nhu cần vận chuyển hàng không ngày càng tăng, hãng đã bổ sung các máy bay dân dụng loại lớn Ilyushin Il-14 từ Liên bang Xô Viết, cũng như các máy bay đa dụng Aero Ae-45 từ Tiệp Khắc. Trong cuộc Chiến tranh Việt Nam, lệnh cấm vận từ Hoa Kỳ buộc hãng phải giảm hoạt động và tập trung vào các nỗ lực không vận cho Không lực Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.

Sau khi hai miền Việt Nam thống nhất dưới sự quản lý của chính quyền Cộng Sản, hãng Hàng không Dân dụng Việt Nam, vào thời điểm đó được biết đến với tên gọi Tổng cục Hàng không Dân dụng Việt Nam, mở các chặng bay quốc tế đầu tiên, ban đầu đến Bắc Kinh, sau đó là Viêng Chăn, Lào. Không lâu sau đó, các chặng bay đến các quốc gia ASEAN cũng được mở trong thập kỷ tiếp theo. Năm 1990, hãng hàng không thuộc quyền quản lý của chính phủ đổi tên thương hiệu thành Vietnam Airlines, phục vụ các chặng bay quốc tế trong phạm vi ASEAN và Úc bằng các máy bay dân dụng loại lớn của Xô Viết như Tupolev 134, Yakovlev Yak-42 và Antonov An-24.

Năm 1995, Vietnam Airlines được tái cấu trúc khi chính phủ tập hợp cả 20 hãng hàng không dân dụng và hãng hàng không này, sau khi được chỉ định là hãng hàng không quốc gia vào 2 năm trước đó. Vietnam Airlines cũng được chuyển thành doanh nghiệp quốc doanh.

Bông Sen Vàng được ra mắt lần đầu tiên làm biểu tượng mới của hãng vào năm 2002. Sự kiện này diễn ra cùng lúc với khi Vietnam Airlines tung bộ nhận diện thương hiệu và chiến lược thương hiệu mới, tiếp đó là việc nhận chiếc Boeing 777-200ER đầu tiên vào năm 2003, đánh dấu cột mốc trẻ hóa đội bay của hãng. Đội bay cũ gồm các máy bay dân dụng loại lớn của Xô Viết được thay thế bằng các loại máy bay mới và hiện đại hơn (ví dụ như dòng Airbus A320) mà trước đó không thể mua được do lệnh cấm vận của phương tây.

Năm 2006, Vietnam Airlines chính thức gia nhập IATA (Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế). Theo yêu cầu tiên quyết để được công nhận theo tiêu chuẩn quốc tế này, trước hết, Vietnam Airlines phải được cấp Chứng nhận An toàn Vận hành của IATA (IOSA).

Bốn năm sau, vào năm 2010, hãng trở thành thành viên của SkyTeam, liên minh hàng không lớn thứ hai trên thế giới. Là một thành viên của SkyTeam, Vietnam Airlines liên danh các chuyến bay với hầu như tất cả các thành viên liên minh khác như Garuda Indonesia, Qantas, KLM, v.v.