小学校からの同級生であったボーカル・ギター藤巻亮太とベース前田啓介、ドラム神宮司治の3人で2000年12月に結成。

2003年3月に1st Mini Album『フェスタ』をリリース、8月に『電話』でメジャーデビューを果たす。
その後も着実にセールスを伸ばしていくが、中でも2005年11月にリリースされた8th Single『粉雪』（フジテレビ系連続ドラマ「１リットルの涙」挿入歌）は自己最高のヒットを記録する。
2006年5月に3rd Album『HORIZON』をリリースし、初のオリコンチャート1位を獲得。その後、3週連続1位を記録。8月には地元山梨の日本航空学園滑走路にて3万人を集めた野外ワンマンライブ、レミオロメン SUMMER LIVE "STAND BY ME" を開催。11月からは、13万人を動員した、初の全国アリーナツアーを敢行。
2007年は制作活動を中心にしつつ、全国の夏フェスを網羅。12月にはシングル『Wonderful & Beautiful』をリリース。
2008年1月からは、『Wonderful & Beautiful』を冠にした全国31カ所40公演におよぶ自己最多のホールツアーを敢行。同年7月、13th Single『もっと遠くへ/オーケストラ』をリリース、こちらはともにオリンピックの応援ソングとして起用された。

10月には、前作より2年半ぶりとなる4th Album『風のクロマ』をリリース。このアルバムを引っさげて、2009年1月より全国ツアー「TOUR 2009 "風のクロマ"」を敢行。
1月7日、14th Single『夢の蕾』リリース。こちらは映画「感染列島」(全国東宝系ロードショー)の主題歌として起用される。2月にはau「LISMO」CMソング『Sakura』を、初の配信限定シングルとしてリリースし、250万ダウンロードを記録。
レミオロメンにとって大事な日でもある3月9日に、初のBEST ALBUM『レミオベスト』をリリース。オリコン初登場1位を獲得し、63万枚を超える大ヒットを記録。

5月には「さいたまスーパーアリーナ "SPECIAL LIVE"」と題し、レミオロメン初となるさいたまスーパーアリーナ2Days公演を敢行。7月には15th Single『Starting Over』（2009年アリナミン イメージソング）をリリース。「Starting Over」初回盤購入者が対象の全国6都市で行われるZEPP TOURを10月より開催。
11月25日、ブリヂストン ブリザックCMソングとして起用された『恋の予感から』と、5月に行ったさいたまスーパーアリーナSPECIAL LIVEの模様を収録したLIVE DVD『REMIOROMEN SPECIAL LIVE at SAITAMA SUPER ARENA』を同時リリース。

レミオロメン結成10周年を迎える2010年、2月17日に配信シングル「花鳥風月」、3月3日に 5th Album「花鳥風月」をリリース。また、5月からは、全国47都道府県を巡るレミオロメン史上最大規模の全国ツアー『レミオロメン 10th Anniversary TOUR 2010 “花鳥風月”』開催決定！