En 1981, Jean-Paul Baudecroux (de retour des États-Unis où il a suivi des études de commerce) profite de l'élection de François Mitterrand pour créer sa radio libre. Ces dernières ne sont plus brouillées depuis le changement de majorité et il y voit l'occasion d'en faire une affaire rentable bien que la publicité soit à cette époque interdite sur les nouvelles radios FM.

Après l'idée d'une radio pour les femmes, Jean-Paul Baudecroux opte finalement pour une radio musicale pour les jeunes et fonde ainsi NRJ (pour Nouvelle Radio des Jeunes). Il installe ses studios dans une chambre de bonne minuscule près des Buttes Chaumont, endroit de haute altitude, stratégique pour couvrir tout Paris. NRJ, au statut associatif, comme toutes les radios libres avant 1984, est dirigée la première année par Jean-Pierre d'Amico. Les animateurs sont bénévoles. Dès le début, NRJ entend se démarquer de ses concurrentes. Pour cela, elle concentre ses efforts sur deux points essentiels : la qualité du son et la programmation musicale. Alors que beaucoup de ses concurrentes ne sont audibles que dans certains quartiers de la capitale, NRJ réussit à arroser une large zone. De plus, les disques diffusés à l'antenne sont étudiés, tandis qu'une majorité de radios libres diffusent un peu tout et n'importe quoi.

Grâce à cette stratégie, NRJ devient l'une des radios libres parisiennes les plus populaires aux côtés de Radio Show et RFM. Jean-Paul Baudecroux, jusque-là peu présent dans les studios, s'investit alors davantage dans sa radio et se sépare de Jean-Pierre d'Amico que les animateurs avaient jusque-là considéré comme seul chef à bord. Il s'entoure finalement d'un avocat, Max Guazzini.

Si la publicité est officiellement interdite, la radio ne manque pas de détourner la loi, en diffusant notamment de la publicité clandestine. Les animateurs bénévoles, qui comprennent que la radio commence à faire du chiffre, ne tardent pas à réclamer un salaire (une journée de grève eut même lieu avec messages à l'antenne). Cela devient encore plus légitime à partir de l'été 1984 où François Mitterrand autorise la publicité sur les radios FM.  NRJ quitte alors son statut associatif pour devenir une véritable entreprise commerciale.

En décembre 1984, NRJ et six autres radios parisiennes sont suspendues pour un mois car elles ne respectent pas leurs conditions d'émission. NRJ est notamment accusée d'émettre avec une puissance démesurée. La radio organise alors une grande manifestation, à l'aide d'une agence de publicité et de plusieurs stars dont Dalida, elle appelle ses auditeurs à descendre dans la rue. La manifestation est un énorme succès et la rend encore plus populaire. Ce mouvement contraint le pouvoir à suspendre ses sanctions.

Forte de son succès (elle est donnée première de toutes les radios libres à Paris), NRJ finit par quitter ses minuscules studios pour un vaste appartement au 39 avenue d'Iéna.

NRJ est l'une des premières radios à se constituer un réseau de radios locales franchisées en province. Bien que la diffusion par satellite soit encore inexistante (chaque radio réalisant ses propres programmes), elle permet de faire connaître la marque NRJ au reste du pays.

Le 2 octobre 1985, six stations de province franchisées quittent soudainement le réseau pour créer le réseau Fun. Ce coup de tonnerre fait prendre conscience à la direction qu'il lui faut protéger son réseau. Désormais, elle s'assurera plus efficacement de la fidélité de ses radios. De outre, elle s'intéresse de plus en plus à leur ligne éditoriale : des membres de NRJ sont envoyés en province pour épurer la discothèque des radios des disques un peu trop folkloriques, et impose petit à petit une couleur musicale NRJ.

Vers 1986, la diffusion par satellite s'installe. Les radios locales de province deviennent des relais du programme parisien, tout en conservant quelques heures de programme local chaque jour. La diffusion de la publicité à l'échelle nationale devient possible, la qualité et l'uniformité des programmes en province sont désormais assurées à la direction parisienne.

Face à la concurrence et tout comme elle, NRJ devient elle aussi de plus en plus formatée, les animateurs de plus en plus bridés perdent en personnalité et le programme musical est de plus en plus dicté par les enquêtes marketing. Mais NRJ connaît toujours un accroissement de son audience, parfait ses méthodes de communication et développe de manière spectaculaire son réseau.

A la fin des années 1980, NRJ rêve de créer un grand groupe radiophonique : ce sera la création de Chérie FM et de Rire & Chansons, le rachat de Nostalgie, la tentative avortée de reprise de RMC.

En 1991, NRJ entre en bourse, symbole d'une réussite spectaculaire et inégalée au sein des radios libres. Elle a su s'imposer en prenant compte des besoins des auditeurs, mais aussi grâce à des méthodes commerciales, toujours plus ou moins à la frontière de la loi : diffusion de la publicité avant l'heure, rachat de radios locales pour la constitution de ses réseaux...

Au milieu des années 90, NRJ déménage une nouvelle fois au 22 rue Boileau à Paris où est regroupé l'ensemble des radios du groupe.

Dans les années 1990, NRJ sait se donner une dimension européenne implantant des antennes locales comme en Belgique ou en Suisse ou en mettant en place des radios indépendantes sous la marque NRJ/ Energy (Autriche, Allemagne, Danemark, Finlande, Suède, Norvège).

Le 22 janvier 2000, en partenariat avec TF1, NRJ organise la première cérémonie des NRJ Music Awards qui récompense les meilleurs chanteurs français et internationaux de l'année. La cérémonie deviendra vite l'un des évènements musicaux annuels les plus importants en France (la soirée retransmise sur TF1 fait plus audience que celle des Victoires de la Musique) mais aussi en Europe.

Le 18 novembre 2002 marque une grande victoire pour NRJ puisque, suite à l'intégration des 13-14 ans dans les enquêtes radio Médiamétrie, elle devient la première radio en France en termes d'audience cumulée dépassant ainsi RTL qui tenait la tête depuis 22 ans.

En 2004, Max Guazzini quitte le navire NRJ pour se consacrer à plein temps à la direction du Stade français de rugby.

En 2005, c'est Roberto Ciurleo qui dirige l'antenne de NRJ.

Le 31 mars 2005 à 18h00, NRJ lance NRJ 12 sur la TNT gratuite ou NRJ hits sur les bouquets numériques.

En mars 2006, NRJ lance ses premières webradios avec NRJ hit, NRJ pop et NRJ MasterMix.

En novembre 2005, NRJ se lance sur le prometteur marché de la téléphonie mobile en devenant opérateur avec NRJ mobile et quelques mois plus tard, il lance le 118 333, un service de renseignements téléphoniques.

En juin 2006, elle sort de l'Europe et lance NRJ Liban.

Le 1er mars 2008, la radio rénove son logo emblématique d'une manière plus radicale qu'en 2006 (où il avait simplement été mis en relief).

Le 10 juillet 2008, NRJ ouvre sa 300ème fréquence en France à Figeac (Lot-et-Garonne).

Le 1er octobre 2008, le CSA clôture la réception des candidatures pour la première vague de déploiement de la radio numérique. NRJ Group présente les candidatures de NRJ et NRJ Dance, l'une de ses webradios.

Le 26 mai 2009, le CSA retient la radio pour une diffusion en numérique sur Marseille, Nice et Paris mais ne sélectionne pas sa déclinaison NRJ Dance.

Le 6 juillet 2009, NRJ s'associe avec Astral pour l'exploitation de sa marque au Québec (Canada). Le 24 août 2009, le réseau Energie passe sous le label NRJ.

Le 31 mai 2012, Europe 1 comme toutes les autres radios membres du Bureau de la Radio renonce non seulement aux fréquences RNT que le CSA lui a réservé sur Paris, Marseille et Nice mais aussi à postuler à tous les appels à candidatures à venir sur la RNT. Le Bureau de la Radio marque ainsi son désaccord sur le modèle économique actuel de la radio numérique française mais aussi les choix de normes techniques.

En novembre 2012, NRJ organise la cérémonie des NRJ DJ Awards qui récompense les meilleurs DJ français et internationaux de l'année. La cérémonie rencontrera plus de succès que celle imaginée par Radio FG puisqu'elle existe toujours...

Le 24 août 2015, le groupe Bell média (anciennement Astral média) n'ayant pas souhaité renouveler son contrat de licence avec NRJ, les dix stations du réseau canadien reprennent leur nom précédent, Energie, après 6 saisons sous les couleurs de la panthère française.

Le 3 septembre 2018, NRJ sera présente dans toute la Belgique avec NRJ Vlananderen disponible en Flandre. Cette radio ne sera pas opérée par une filiale de NRJ Group mais à travers un accord de licence signé avec les groupes de médias Mediahuis et De Vijver Media.

En octobre 2018, NRJ postule en tant que catégorie D pour une diffusion en DAB+ sur Toulouse et Bordeaux alors que NRJ Group est l'un des farouches opposants à la radio numérique terrestre depuis presque 10 ans.

Le 6 mars 2019, la radio est retenue par le CSA pour un déploiement d'ampleur métropolitaine en DAB+. Dans le même temps, plusieurs antennes locales de NRJ sont retenues pour une diffusion numérique locale à Bayonn, Bordeaux, Toulouse, La Rochelle, Pau, Annecy, Annemasse, Chambéry, Grenoble, Saint-Etienne, Avignon, Orléans et Tours.

Le 24 juillet 2019, le CSA retient NRJ Marseille pour une diffusion numérique locale à Marseille et NRJ Nice pour une diffusion numérique locale à Nice.