До 1948 г. телевещание производилось из студий на Шаболовке через антенны, поднятые на Шуховскую башню. Но число программ стремительно увеличивалось, кроме того, было необходимо улучшить качество телевизионного сигнала и расширить зону приема телевизионных и радиовещательных программ с 60 до 120 км. Решение о строительстве станции было принято в середине 50-х годов. В результате серьезного конкурсного отбора проектов, предпочтение отдали работе доктора технических наук Н. В. Никитина. В последующем проектировании и строительстве принимали участие 33 проектные организации, 40 специализированных строительно-монтажных управлений и десятки заводов-изготовителей со своими конструкторскими бюро.
Сооружение началось в 1960 году, однако сразу же после того, как начали возводить башню, было решено приостановить работы из-за сомнений в надежности грунта. Только через 2 года, летом 1963 г, работы возобновились, однако фундамент пришлось укрепить в несколько раз. После изучения проблемы его сечение было увеличено на 1,5 м в ширину и на 2,25 м в высоту. Все его десять граней обжали железобетонной обоймой. В итоге площадь фундамента составила 1940 м2, а масса — 20 тыс. тонн (вес всей башни — 55 тысяч тонн), т. е. 40% массы всего сооружения.
Строительство башни закончилось в 1964 году, общая продолжительность работ по ее возведению — 54 месяца.
Впервые все передающие станции было решено разместить в самой башне. Это было смело, так как до этого во всем мире станции размещались не в телебашнях, а в отдельных зданиях, которые находились рядом.
В 1970 году конструктор Останкинской телебашни доктор технических наук Н. В. Никитин и возглавляемый им авторский коллектив были удостоены Ленинской премии. В проекте участвовали: Б. А. Злобин — главный инженер проекта, заместитель главного архитектора Москвы Д. И. Бурдин, главный инженер Государственного всесоюзного проектного института М. А. Шкуд, директор проектного института «Промстальконструкция» Л. Н. Щипакин.
Внешнее и внутреннее устройство:
Общесоюзная радиотелевизионная передающая станция создавалась как объект многоцелевого назначения. Здесь сразу были установлены телевизионные передатчики, рассчитанные на демонстрацию одновременно пяти программ черно-белого или цветного телевидения со звуковым сопровождением; передатчики УКВ-радиовещания для шести программ, в том числе двух стереофонических; узловая станция телевизионных радиорелейных линий на 18 магистральных направлений. Установили станцию по коммутации программ для междугородного обмена телевидением, кабельным магистралям и каналам космической телевизионной связи, а также станцию приема и коммутации восьми программ от передвижных телевизионных станций. Для передающей станции были разработаны новые мощные телевизионные и радиопередатчики метрового и дециметрового диапазонов.
Сегодня:
Сегодня высота Останкинской башни — 540 м, что почти на 300 м выше здания Московского университета на Ленинских горах и на 215 м выше знаменитой Эйфелевой башни в Париже. Несмотря на такую высоту, опрокинуться бетонная башня не может: ее центр тяжести не выходит и никогда не выйдет за площадь опоры, которая ограничена кольцом-фундаментом диаметром в 60 метров. А центр тяжести находится на высоте 110 метров по оси конструкции.
Кроме главной смотровой площадки есть еще две — на отметках 147 и 269 м., куда поднимаются при сильной облачности. За все время существования смотровую площадку и высотный ресторан «Седьмое небо» посетили 10 миллионов человек.
Строительные работы проводятся на башне и в наши дни. В частности, из-за пожара 2000 года, до сих пор ведется ее восстановление. По словам главного инженера Александра Демьянова, после реконструкции высота Останкинской телебашни достигнет 562 м. Высота увеличится на 22 м за счет замены флагштока на дополнительные антенны — их установка даст возможность повысить качество вещания и увеличить зону уверенного приема телесигнала.