Pink Floyd rozwinęli się z wcześniejszej grupy rockowej założonej w 1964, która w różnych momentach przyjmowała nazwy Sigma 6, the Meggadeaths, Tea Set i The Abdabs. Kiedy zespół się rozpadł, kilku członków gitarzysta Rado "Bob" Klose i Matt Willmering, perkusista Nick Mason, i Rick Wright grający na instrumentach dętych utworzyło nową grupę rockową nazwaną "Tea Set". Po drobnej sprzeczce z głównym wokalistą Chrisem Dennisem, gitarzysta, a zarazem wokalista Syd Barrett dołączył do zespołu z Watersem grającym na basie.
Wraz ze wzrostem popularności zespołu, stres i duże spożycie psychodelików wpłynęły na Barretta, którego zdrowie psychiczne pogorszyło się na kilka miesięcy. Często jego dziwne zachowania były kojarzone z zażywaniem narkotyków, przez co członkowie zespołu nie wiedzieli o jego pogarszającym się stanie psychicznym. Barrett okazał się być schizofrenikiem, gdy przed jednym z koncertów zapadł w stan katatonii. Członkowie zespołu "wypchnęli" go na scenę pomimo tego, ale Syd nie był w stanie grać, ani śpiewać. W styczniu 1968 gitarzysta David Gilmour, kolega Syda Barretta z czasów, gdy uczęszczali na Uniwersytet Cambridge dołączył do zespołu, początkowo jako drugi wokalista i gitarzysta wspierający Barretta, lecz ten okres trwał około tygodnia lub dwóch. Waters zadecydował, że to nie ma sensu i wykluczył Syda z zespołu.
W 1973 r., gdy ukazał się album Dark Side of the Moon, choć przyjęto go entuzjastycznie, mało kto się spodziewał, że stanie się on nie tylko największym dokonaniem grupy, lecz także jednym z kilku najsłynniejszych albumów w historii muzyki rockowej. Album utrzymał się przez ponad sto miesięcy w pierwszej setce Billboardu i do dziś jest jednym z najlepiej sprzedających się albumów rockowych. Gdy się ukazał, muzyka na nim grana była już dobrze znana fanom zespołu, gdyż nowe utwory grane były na koncertach. W momencie gdy zespół wszedł do studia, muzyka była już w pełni skomponowana i przećwiczona. Pozwoliło to muzykom pracować nad poszczególnymi fragmentami oddzielnie, rzadko spotykając się w studio.Dark Side of the Moon skończył grupę i podzielił ją, jak to określił sam Waters. Album był zdaniem jego twórców zbyt doskonały, by można było powtórzyć jego sukces, a w czasie nagrania ujawniły się konflikty dzielące muzyków.
Mimo wszystko, grupa zabrała się do nagrania kolejnego albumu. Był to hołd dla Syda Barretta. Album Wish You Were Here miał wyrazić tęsknotę za byłym liderem grupy, za którym tak naprawdę nikt nie tęsknił. Więcej: gdy zupełnie przypadkowo Barrett wśliznął się do studia w czasie nagrywania albumu, żaden z obecnych tam muzyków nie rozpoznał w otyłym, wygolonym na łyso i przedwcześnie podstarzałym mężczyźnie, tytułowego Szalonego Diamentu (Crazy Diamond).
Kolejny album grupy, Animals, nagrywany był już w czasie rewolucji punkowej. Punk zaś zwracał się także przeciw muzycznym dinozaurom, których uosobieniem były grupy progresywne Emerson, Lake and Palmer, Yes, a przede wszystkim sama Pink Floyd. Nie bez powodu Johnny Rotten z Sex Pistols zakładał na swych występach podarty T-shirt z napisem I hate Pink Floyd.Pink Floyd byli grupą koncertującą, wyrosłą z klubowego ruchu londyńskiego podziemia artystycznego. W swym psychodelicznym okresie także nieustannie koncertowali. Po premierze Dark Side, kiedy grupa zyskała światową popularność, zaczęła koncertować w coraz większych salach, dla coraz liczniejszej publiczności, a w końcu na olbrzymich stadionach dla dziesiątek tysięcy widzów. Koncerty stawały się coraz bardziej wymagające, scenografie coraz bardziej wyrafinowane, trasy koncertowe dłuższe.
Kolejny album The Wall. Według zamysłu Watersa, który wyrósł na lidera grupy, miał być protestem przeciw rockowym koncertom stadionowym, przeciw wyobcowaniu artysty rockowego, wobec muru, który odizolował go od publiczności. W trakcie pisania tekstów i komponowania muzyki temat rozwinął się i muzyka powiedziała znacznie więcej. Waters przygotowywał w tym czasie także inny album, The Pros and Cons of Hitch Hiking. Gdy w 1978 r. zademonstrował powstające materiały pozostałym członkom zespołu, ci wybrali The Wall, choć menedżer, Steve ORourke, wolał Pros and Cons.... Odrzucony pomysł, uznany przez nich za zbyt osobisty, został ostatecznie zrealizowany jako solowy projekt Watersa.Utwór Another Brick in the Wall, Part 2, opowiadający o zimnej, nieludzkiej i nieprzyjaznej szkole, stał się jednym z najbardziej znanych protest songów rockowych. O zwodniczym poczuciu siły, jaką daje młodość i rock'n'roll opowiada Young Lust. O nieudanych i kalekich uczuciowo związkach małżeńskich oraz obyczajowych ekscesach One of My Turns. O utracie młodzieńczych ideałów Goodbye Blue Sky. Kolejne utwory mówią o rosnącym, cegła za cegłą, murze, odgradzającym muzyka od świata. Waters porównuje całe to życie do chodzenia po cienkim lodzie The Thin Ice, gdzie każdy krok może spowodować załamanie. Pierwsza część albumu kończy się przejmującą piosenką Goodbye Cruel World żegnaj okrutny świecie, która jest niczym innym, jak deklaracją samobójstwa, ucieczki od pustego życia.
The Final Cut kolejny album Pink Floyd wydany w 1983, był w pewnym sensie kontynuacją The Wall. Roger Waters, bo jest to już praktycznie jego solowy album, skupił się na wątku autobiograficznym bólu po utracie ojca na wojnie. Jako że przygotowanie materiałów do płyty zbiegło się w czasie z wojną brytyjsko-argentyńską o Falklandy, muzyka nabrała nieoczekiwanej aktualności. Waters w swych tekstach użył bezpośrednich odniesień do współczesnych mu wydarzeń, zwłaszcza w Get Your Filthy Hands Off My Desert (zabieraj swoje parszywe łapska od mojej pustyni), mówiąc o zatopieniu argentyńskiego krążownika General Belgrano. Tak jak w The Wall wojna, utrata ojca, powojenne życie opisywane jest oczami dziecka, tak w The Final Cut Waters widzi te i współczesne wydarzenia oczami człowieka dorosłego, pełnego życiowych doświadczeń.
12 czerwca 2005, wbrew plotkom o ostatecznym rozpadzie grupy, a przede wszystkim wbrew powtarzanym od dwudziestu lat przez Watersa deklaracjom, że nigdy nie wystąpi już z Pink Floyd, ogłoszono sensacyjną informację o jednorazowym wspólnym występie grupy w najbardziej znanym czteroosobowym składzie. 13 czerwca Waters potwierdził tę wiadomość. Gilmour, Mason, Waters i Wright zagrali razem 2 lipca 2005 na transmitowanym na cały świat koncercie charytatywnym Live 8, grając Breathe/Breathe Reprise, Money, Wish You Were Here i Comfortably Numb. Pojawiły się też spekulacje o wspólnej krótkiej trasie koncertowej, które jednak nie znalazły potwierdzenia.5 lipca 2014 żona Davida Gilmoura, Polly Samson, ujawniła za pośrednictwem serwisu Twitter, że trwają prace nad nowym albumem (prace te trwały w latach 2013-2014 w studiu Astoria i w Medina Studios). Jednocześnie podała tytuł płyty, jak i przybliżoną datę wydania. Oficjalna zapowiedź nastąpiła dwa dni później poprzez opublikowanie informacji na stronie zespołu. 9 października 2014 David Gilmour w rozmowie dla BBC zapowiedział, że zespół wraz z wydaniem płyty The Endless River zakończy działalność. 10 listopada 2014 roku zespół wydał swój finałowy album studyjny zatytułowany The Endless River i tym samym zakończył swoją działalność.