L'histoire du drapeau bolivien commence en 1825, lorsque la Bolivie devient une république indépendante. Le premier drapeau présentait des bandes verticales vertes, rouges et vertes, la bande rouge étant beaucoup plus large que les bandes vertes et contenant cinq étoiles au centre, symbolisant les cinq départements fondateurs du pays. Le second drapeau, apparu en 1826, comportait une bande jaune horizontale sur les trois bandes verticales du drapeau précédent et les armoiries de la Bolivie au centre. En 1831, sous la présidence d'Andrés de Santa Cruz, les bandes ont été remplacées par trois bandes horizontales jaune, rouge et verte. Le drapeau civil se composait uniquement de bandes colorées, tandis que le drapeau national contenait en plus les armoiries au centre. De 1836 à 1839, il existait également un drapeau de la Confédération péruvienne-bolivienne avec des armoiries entrelacées et des branches de laurier.

Le drapeau bolivien a été créé en 1851 lors du congrès national d'Oruro. Le président bolivien de l'époque, Manuel Isidoro Belsu, remarqua un arc-en-ciel de rouge, de jaune et de vert dans le ciel et décida d'utiliser ces couleurs sur le drapeau. Le dessin officiel du drapeau a été approuvé le 31 octobre 1851 et comportait trois bandes de taille égale : rouge en haut, jaune au centre et vert en bas. Deux jours plus tard, le 7 novembre 1851, le drapeau a été hissé au sommet d'une colline, au-dessus du phare de Conchupata, à Oruro. En 1888, une loi a été adoptée qui établissait l'usage officiel du drapeau et stipulait que les trois bandes du drapeau devaient être de la même taille. Le dessin et les couleurs du drapeau sont restés inchangés jusqu'à aujourd'hui.

En 2004, il a été décidé que le drapeau civil serait utilisé lors des événements publics et civiques, tandis que le drapeau avec les armoiries resterait pour les événements officiels.