Die Band wurde 2004 im westaustralischen Perth gegründet und veröffentlichte bereits ein Jahr später erste Aufnahmen. Der Song Stay von ihrer Debütsingle verschaffte ihnen gleich erste Aufmerksamkeit und wurde als Rocksong des Jahres mit dem WAMi-Award der westaustralischen Musikindustrie ausgezeichnet. Auch das 2007 erschienene Debütalbum One Day erhielt Auszeichnungen, blieb aber ein lokaler Erfolg. Mit dem bereits ein Jahr später veröffentlichten Nachfolgealbum Universes schafften sie dann den australienweiten Durchbruch und stießen auf Platz 3 der Albumcharts vor.
Endgültig etablieren konnten sich Birds of Tokyo 2010 mit dem dritten Album, das den Bandnamen als Titel trägt. Mit Platz 2 erreichten sie erneut eine Topplatzierung in den australischen Albumcharts und mit über 70 000 verkauften Alben Platin-Status. Dazu hatten sie mit Plans einen Singlehit, der sich sogar in den neuseeländischen Charts platzieren konnte. Hayley Mary, Frontfrau der Jezabels, unterstützte sie gesanglich bei Discoloured auf ihrem Album Brace.