Serbia comezou a aparecer no Festival de Eurovisión como parte da República de Iugoslavia, que participou 27 veces entre 1961 e 1992. Polo xeral, as cancións de Iugoslavia terminaban á metade das táboas de resultados, con todo houbo ocasións que tivo un mellor desempeño. Iugoslavia tivo tres 4º lugares e ata gañou unha vez con Riva e "Rock Me". Con todo a banda non viña de Serbia senón de Croacia, e xa que logo o Festival de Eurovisión 1990 non tivo lugar en Belgrado (a capital federal), senón en Zagreb.
Serbia e Montenegro tiveron un bo debut coa canción "Lane Molle" do cantante serbio Željko Joksimović. Nesa ocasión, lograron cualificar á final e quedar en 2º lugar, só detrás de Ruslana e "Wild Dances". O éxito da canción asegurou un lugar para Serbia e Montenegro na final do 2005, cando a banda montenegrina Non Name quedou en 7º lugar.
A edición do 2006 de Evropesma (a selección nacional da confederación), causou furor nacional cando volveu gañar Non Name. De acordo aos serbios, a banda gañara inxustamente no 2005 e que había mostras de corrupción naquela edición tamén. Xa que logo Serbia rexeitou enviar ao grupo. O conflito ocasionou que Serbia e Montenegro non participase de Eurovisión ese ano. O espazo libre foi tomado por Croacia, con todo permitíuselles, a Serbia e a Montenegro, participar no televoto da semifinal e da final.
O 21 de maio de 2006, un día despois do Festival de Eurovisión, decidiuse por medio dun referendo que Montenegro sería independente. O 3 de xuño, declarouse a independencia e o final da confederación de Serbia e Montenegro. No 2007, Serbia e Montenegro presentáronse como países independentes, ambos tendo que cualificar desde róldaa semifinal. Montenegro só logrou o 23º lugar e xa que logo non cualificou. Doutra banda, Serbia si tivo éxito; Marija Šerifović obtivo o 1º lugar da semifinal con moita vantaxe, e foi declarada como vencedora dous días despois, durante a final. Serbia é o segundo país na historia do Eurovisión que obtén a vitoria o ano do seu debut.
Debido a esta vitoria, o Festival de Eurovisión 2008 tivo lugar en Belgrado. O 2008 non foi un ano tan próspero para o país como na edición anterior, pese a que obtivo a sexta posición e 160 puntos. Quedou por detrás de Rusia (a ganadora), Ucraína, Grecia, Armenia e Noruega.
Serbia participou no festival de 2009 celebrado en Moscova quedándose ás portas da final ao ocupar unha décima posición na semifinal e sendo relegada polo xurado pola canción croata, que quedara en 13º lugar. En 2010 logro clasificar ocupado o posto número 13, do mesmo xeito que no 2011 pero quedou no posto 14.
No ano 2012, a través dunha elección interna, Serbia era representada por un dos cantantes máis coñecidos e con máis éxitos entre os países ex-iugoslavos, Željko Joksimović, que xa representou a Serbia e Montenegro en 2004 cun 2º lugar. En 2004 tras quedar en segundo lugar, a súa participación foi todo un éxito e o mesmo pasou en 2012 xa que colocou a Serbia na final cun 2º lugar e 159 puntos e, conseguiu tamén colocar por segunda vez ao seu país no top 3, cousa que non o cara a desde o 2007.
En 2013, esta vez coa súa preselección tradicional, elixiuse ao grupo Molle 3 para representar a Serbia no Festival de Eurovisión 2013, na cidade de Malmö. Este grupo, que se formou a partir da preselección, estaba composto por tres chicas, unha delas, Nevena Božović, representou a Serbia no Festival de Eurovisión Júnior 2007, no que acabou 3ª. Nevena converteuse na primeira cantante que participou no Festival de Eurovisión Júnior e no Festival de Eurovisión de adultos. A canción coa que foron representadas era "Ljubav je svuda", que trataba do dilema que tiña unha moza sobre cun tema amoroso e para decidirse escoitaba a opinión do "anxo" e o "demo". Na súa actuación chamou moito a atención a vestimenta, e posuían unha coreografía moi diferente ás demais. Finalmente, non conseguiron o éxito do anterior ano, xa que non pasaron á final (11º con 46 puntos). Serbia, por segunda vez na súa historia, quedou sen ir á final do festival. Hoxe en día, cada unha das integrantes forman unha carreira musical por separado.
Ata 2013, o seu puntuación media é de 114,78 puntos (incluíndo a actuación de 1962, 1973, 1974, 1982, 1991 e 1992 como Iugoslavia; a actuación de 2004 como Serbia e Montenegro e as actuacións desde 2007 ata o presente como Serbia).