Sorgida de les reunions que el 1713 presidia al seu palau el marquès de Villena, Juan Manuel Fernández Pacheco, fou fundada el 1714 per Felip V a Madrid. Originàriament eren 8 membres, però el 1715 foren augmentats a 24. Aquest mateix any foren aprovats els primers estatuts i adoptat l’emblema d’un gresol al foc amb la llegenda Limpia, fija y da esplendor. Fins el 1754, que Ferran VI els concedí un lloc a la Casa del Tresor, els acadèmics continuaren les reunions al palau del seu primer president. Carles IV els traslladà al carrer de Valverde, i finalment, el 1894, la institució ocupà un palau de nova planta, el mateix on resideix actualment. El nombre d’acadèmics augmentà a 36 amb la reforma dels estatuts del 1848. Aquests foren reformats novament el 1859 i el 1977. Actualment l’acadèmia consta de 46 acadèmics numeraris.
Entre 1926-30, i amb finalitat política, foren creades tres seccions que donaven entrada a les altres llengües parlades a Espanya. Els representants catalans foren: Eugeni d’Ors, Llorenç Riber, Antoni Rubió i Lluch i Lluís Fullana. Amb l’adveniment de la Segona República aquestes seccions foren suprimides, i també el títol de real (’reial’) que havia dut fins aleshores. Durant la Guerra Civil Espanyola fou dissolta i foren confiscats els seus béns. L’any 1938 començà a reunir-se a Salamanca, a Sant Sebastià i a Sevilla sota la presidència interina de José M. Pemán. L’any 1939 recuperà la seva residència de Madrid i rebé de nou el títol de real.L
Les principals activitats erudites de l’acadèmia són la publicació del Diccionario de autoridades en sis volums (1726-39), del Diccionario usual (1778), de l’Ortografía (1741), de la Gramática (1771), que han conegut diverses edicions i ampliacions; les edicions de clàssics castellans; la publicació d’un Boletín (1914-70); la creació, el 1946, d’un seminari lexicogràfic encarregat de confeccionar un Diccionario histórico del idioma castellano, el primer volum del qual s’edità el 1992 i la concessió periòdica dels premis Fastenrath, Alba, etc. El 1994 edità la Gramática de la Lengua Española d’E. Alarcos Llorach.
És coneguda també amb el nom d’Academia de la Lengua. El 1952 fou constituïda l’Asociación de Academias de la Lengua Española, que agrupa l’Academia Española i totes les acadèmies de la llengua dels països de llengua castellana. L’associació celebra un congrés cada quatre anys, a partir del 1952, presidit pel president de l’acadèmia del país amfitrió. El 1994 fou nomenada soci acadèmic del projecte NERC de la Unió Europea que s’encarrega de coordinar els treballs per a l’elaboració de Córpora lèxics europeus de referència i, en aquest marc, col·labora en el projecte previ per a l’explotació dels recursos lingüístics europeus (PAROLE).
Ha iniciat un Corpus de referencia del español actual (CREA), i un Corpus diacrónico del español (CORDE) que ha posat a lliure disposició de consulta. El 1999 aprovà una nova ortografia de la llengua castellana, elaborada per un equip dirigit per Gregorio Salvador, que recull els suggeriments de les 22 acadèmies de la llengua castellana d’Espanya, l’Amèrica Llatina i les Filipines, reforma que no modifica els criteris generals, però introdueix canvis per a unificar els criteris d’escriptura. Aquest mateix any presentà la Gramática descriptiva de la lengua española, obra en tres volums realitzada per 73 autors, que constituïa un precedent de la Nueva gramática de la lengua española en tres volums, presentada el 2009, la primera gramàtica acadèmica des del 1931. De caràcter alhora normatiu i descriptiu, hi col·laboraren vint-i-dues acadèmies del domini lingüístic castellanoparlant.
Al desembre del 2010 en fou nomenat director José Manuel Blecua en substitució de Víctor García de la Concha.