Nairobi wurde gegen Ende der 1890er Jahre als britisches Lager für Eisenbahnarbeiter an der Eisenbahnlinie Mombasa-Uganda gegründet. Zwischen 1899 und 1905 diente es als britische Provinzhauptstadt. Im Jahre 1905 wurde Nairobi Hauptstadt des britischen Protektorats Ostafrika (1920 bis 1963 als Kolonie Kenia bezeichnet) und 1963 des unabhängigen Staates Kenia.
Schon früh entwickelte sich ein Zuwanderungsstrom in die Stadt Nairobi. Die Migranten siedelten sich oft am Rande der Stadt an, an vielen Stellen bildeten sich so slumähnliche Zustände. Etwa 60 Prozent der Einwohner Nairobis leben in Slums, von denen es mehr als 200 gibt.[1] Entlang der Eisenbahnlinie im Westen liegt auch das vermutlich größte Slum Afrikas, Kibera, mit ca. 1 Million Einwohnern[1] (etwa einem Drittel aller Einwohner Nairobis). Weitere Slums sind Korogocho und die Ansammlungen Kariobangi und Mathare, das im Nordosten liegt.
Im Süden Nairobis liegt der mondände Vorort Karen, benannt nach der dänischen Schriftstellerin und Farmerin Karen Blixen, die dort viele Jahre lebte.
Am 7. August 1998 wurden bei einer Explosion vor der US-Botschaft in Nairobi 213 Menschen getötet. Heute steht an der Stelle der US-Botschaft eine "grüne" Gedenkstätte mit Kapelle.
Im Januar 2007 fand in Nairobi das siebte Weltsozialforum statt.