Севилья стала главным центром испано-мавританской плитки в XIII веке. Самые ранние azulejos представляли собой мозаичные панно, известные как alicatados (от арабского «резать»), а в исламской архитектуре их называли zellij. Одноцветные глазурованные плитки нарезали на геометрические фигуры и собирали в сложные узоры — классические образцы можно увидеть в Альгамбре Гранады. Эту традицию на время продолжила Mudéjar-архитектура Испании, а в Марокко она живёт до сих пор.
Когда мавританские территории перешли под власть испанцев, спрос на мозаику среди богатых заказчиков резко вырос, и мастерам пришлось искать новые методы. На рубеже XV и XVI веков в Севилье придумали технику cuenca (или arista): металлической или деревянной формой на сырой плитке выдавливали мотив, а тонкие глиняные перегородки не давали краскам разных цветов смешиваться при обжиге. Процесс оказался быстрее старой cuerda seca и лучше подходил для массового производства. Рисунки поначалу подражали исламским и мудехарским мотивам zellij, но быстро впитали готические и итальянские ренессансные влияния. Такие плитки массово вывозили из Испании в другие страны Европы и в американские колонии. В Португалию технологию привёз король Мануэл I после визита в Севилью в 1503 году. Португальцы переняли мавританский принцип horror vacui и стали покрывать azulejos стены целиком.
В начале XVI века в Севилью переехали итальянские гончары, которые принесли технику maiolica. Первым был Франсиско Никулозо, обосновавшийся там в 1498 году. Его приезд дал толчок развитию севильской плитки и появлению pisanos — декоративного стиля, объединившего maiolica с новым форматом azulejos. В работах того периода, часто вдохновлённых Ренессансом, появились многоцветные панно на религиозные и мифологические сюжеты.
Португальцы до середины XVI века опирались на импорт из Испании и Фландрии, но вскоре появились свои мастера — например, Марсал де Матуш. К концу столетия для больших поверхностей вошли в моду шахматные azulejos, затем их сменили полихромные enxaquetado rico. В XVII веке огромными тиражами выпускали ковровые композиции (azulejo de tapete) с растительными мотивами и вставками из жизни Христа или святых. В это же время возник мотив albarradas — вазы с цветами в обрамлении птиц, дельфинов или путти.
Золотой век azulejo наступил в конце XVII — начале XVIII века. Король Педру II запретил импорт плитки между 1687 и 1698 годами, и мастерская Габриэля дель Барко перехватила производство. Моду захватили большие сине-белые фигуративные панно, созданные художниками с академической выучкой. Этот период называют Ciclo dos Mestres, а его стиль при короле Жуане V — Joanine. Тогда же мастер, известный как PMP, придумал figura de convite — вырезанные по контуру плиточные панно с фигурами в человеческий рост, которые размещали при входе для встречи гостей.
В 1740-х вкус сместился к более деликатным панно в стиле Rococo, навеянным работами Антуана Ватто и Франсуа Лемуана. После великого лиссабонского землетрясения 1755 года возник утилитарный Pombaline-стиль, названный в честь маркиза де Помбала, а на зданиях стали появляться маленькие панно-обереги от будущих катастроф. В Бразилии под португальским влиянием город Сан-Луис сохранил крупнейший в Латинской Америке ансамбль azulejos XVIII и XIX веков.
В XIX веке после застоя, вызванного наполеоновскими войнами, португальцы переняли бразильскую моду украшать azulejos фасады домов. Заводы в Порту освоили промышленные методы, включая transfer-print, но ручная роспись сохранилась — например, Луис Феррейра покрыл фасад фабрики Viúva Lamego аллегорическими сценами в технике trompe-l'œil. В начале XX века появились Art Nouveau-плитки от Рафаэля Бордалу Пиньейру, а затем и Art Deco. Самым громким проектом столетия стало оформление вокзала São Bento в Порту — Жоржи Коласу создал там около двадцати тысяч azulejos. Позднее Мария Кейл своими абстрактными панно для первых станций лиссабонского метро вдохнула в искусство azulejo новую жизнь.
Сегодня плитке угрожают вандализм, запустение и кражи. В Лиссабоне с 1980 по 2000 год пропали примерно 25% художественных azulejos. С 2007 года группа SOS Azulejo при Полиции юстиции борется с чёрным рынком, а городской Banco do Azulejo складирует спасённые с demolitions плитки. С 2013 года снос зданий с покрытыми azulejos фасадами запрещён, а с 2017-го запретили и ремонт, при котором удаляют плитку внутри помещений.