Jeho první nesoutěžní ročník se konal už v srpnu 1946 v Karlových Varech a Mariánských lázních. O jeho pořádání se přitom uvažovalo už před druhou světovou válkou.

Třetí ročník už byl soutěžní, protože se však změnil v únoru 1948 režim, proměnila se i programová orientace. Festival měl politickou roli, film měl podpořit šíření socialismu, a tak dostávaly prostor především pokrokové snímky. Od poloviny padesátých let byly výrazněji zastoupené i kinematografie z rozvojových zemí, které se vymanily z koloniální nadvlády.

Vzepětí v 60. letech

Po XX. Sjezdu Komunistické strany Sovětského svazu, na němž byl v roce 1956 odhalen kult osobnosti J. V. Stalina, polevily politické tlaky a přibývalo filmů ze západní Evropy, zejména z Francie a Itálie, kde vládnul neorealismus.

Na festivalu se začaly objevovat velké hvězdy kinematografie, přijeli režiséři Luis Buňuel, Cesare Zavatini, Elia Kazan, Ken Loach, ale také herečka Caludia Cardinalová, Tony Curtis, Henry Fonda, Philippe Noiret a Richard Attenborough. Promítaly se na něm snímky Piera Paola Pasoliniho a Ingmara Bergmana.

Od roku 1958 se však festival konal v Karlových Varech jen jednou za dva roky, protože se střídal s festivalem v Moskvě.

Normalizace a polistopadový osud

Mezinárodní filmový festival  přežil i rok 1968. Přestože na něm v letech normalizace opět převládla ideologie, objevovali se v Karlových Varech přední světoví tvůrci Carlos Saura  a Bernardo Bertolucci i hvězdy stříbrného plátna Franco Nero, Peter Fonda, Monica Vittiová a Guilietta Masina.

Situace festivalu však nebyla růžová ani po roce 1989. Na 27. ročníku v roce 1990 sice bylo s povděkem kvitováno, že politické tlaky skončily a velký zájem vzbudilo uvedení trezorových filmů, chyběla však koncepce, což se jasně ukázalo o dva roky později, kdy zájem o festival výrazně poklesl.

Cesta k současné podobě

Proto se v roce 1993 začalo hledat řešení. Ministerstvo kultury, město Karlovy Vary a Grandhotel Pupp ustanovily nezávislou nadaci, která byla pověřena přípravou a organizací nadcházejícího ročníku festivalu. Dlouho se hledal člověk, který ji povede, až byl prezidentem zvolen herec Jiří Bartoška.

Klíčovými změnami byly nejen návrat k roční periodicitě, ale také fakt, že koordinátorkou programu a posléze programovou ředitelkou se stala významná  filmová publicistka a kritička Eva Zaoralová. Podařilo se také vyprofilovat jednotlivé sekce a především přilákat na festival tvůrce a herce mezinárodního věhlasu.

Mezi hosty festivalu se objevili John Schlesinger, John Irvin, Max von Sydow, Leonardo DiCaprio, Robert de Niro, Gina Lollobrigida, Mia Farrowová, Gregory Peck, Alan Alda, Whoopi Goldbergová, Julia Ormondová, Pierre Richard, Miloš Forman, Salma Hayeková, Klaus Maria Brandauer, Nastassja Kinski, Michael Douglas, Ornella Muti, Franco Zeffirelli nebo Michael York. Mezi pravidelné návštěvníky patřil bývalý americký velvyslanec Craig Stapleton nebo bývalý velvyslanec Evropské komise v České republice Ramiro Cibrián.

Rostl počet návštěvníků i uvedených filmů. Jestliže v roce 1995 byl denní průměr návštěvníků 359, loni to už bylo 1164. Bylo-li v roce 1996 na MFF v Karlových Varech uvedeno 220 filmů, před rokem jejich počet poprvé překročil tři stovky. Jejich počet přitom bez přerušení roste od roku 2000. Letos se kvůli tomu dokonce sekce studentských filmů vydělila z festivalu.

O rostoucích kvalitách také svědčí, jaké snímky byl v posledních letech na festivalu oceněny. V roce 2001 dostala hlavní cenu Křišťálový globus Amélie z Montmartru, která pak měla pět nominací na Oscara. Zvláštní cenu poroty byla v roce 2002 udělena německému filmu Nikde v Africe, který byl posléze oceněn Oscarem. Na Oscara byl nominován také Bodrovův Kavkazský zajatec, který dostal Křišťálový globus v roce 1996. O rok dříve dostalo stejnou cenu Království Larse Von Triera.