ในวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2551 ชื่อโดเมน "bitcoin.org" ถูกตั้งขึ้น[23] ในเดือนพฤศจิกายนปีเดียวกัน ลิงค์ไปยังเอกสารในหัวข้อ บิตคอยน์:ระบบเงินอิเลคโทรนิคแบบเพียร์ทูเพียร์[14] เขียนโดย ซาโตชิ นากาโมโตะ ได้ถูกส่งไปยังกลุ่มรายชื่อของอีเมล์ของวิทยาการเข้ารหัสลับ[23] นากาโมโตะนำซอฟต์แวร์บิตคอยน์มาใช้เป็นโค้ดแบบโอเพนซอร์ซและเปิดตัวในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552[24][10] ขณะนั้นจนถึงตอนนี้ตัวตนของนากาโมโตะยังไม่ถูกเปิดเผย[25]

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 เครือข่ายบิตคอยน์ถือกำเนิดขึ้นหลัง ซาโตชิ นากาโมโตะ เริ่มขุดบล็อกแรกของเชนที่เรียกว่า บล็อกกำเนิด ที่ให้รางวัลจำนวน 50 บิตคอยน์[26][27]

หนึ่งในผู้สนับสนุน ผู้นำไปใช้ และผู้ร่วมพัฒนาบิตคอยน์คนแรก ๆ เป็นผู้รับการซื้อขายบิตคอยน์ครั้งแรก เขาเป็นโปรแกรมเมอร์ที่ชื่อว่า ฮาล ฟินนีย์ (Hal Finney) ฟินนีย์ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์บิตคอยน์ในวันแรกที่เปิดตัว และได้รับ 10 บิตคอยน์จากนากาโมโตะในการซื้อขายบิตคอยน์ครั้งแรกของโลก[28][29] ผู้สนับสนุนแรกเริ่มคนอื่น ๆ ได้แก่ Wei Dai ผู้สร้าง b-money และ Nick Szabo ผู้สร้าง bit gold ทั้งคู่ที่มาก่อนบิตคอยน์[30]

ในช่วงแรก มีการประมาณว่านากาโมโตะได้ทำการขุดจำนวน 1 ล้านบิตคอยน์[31] ในพ.ศ. 2553 นากาโมโตะส่งต่อกุญแจเตือนเครือข่ายและการควบคุมที่เก็บโค้ดหลักบิตคอยน์ (Bitcoin Core code) ให้กับ Gavin Andresen ผู้ที่ต่อมากลายเป็นหัวหน้านักพัฒนาหลักของมูลนิธิบิตคอยน์ (Bitcoin Foundation)[32][33] จากนั้นนากาโมโตะก็เลิกยุ่งเกี่ยวกับบิตคอยน์[34] จากนั้น Andresen ตั้งเป้าหมายว่าจะกระจายอำนาจการควบคุม และกล่าวว่า "หลังซาโตชิถอยออกไปและโยนโครงการมาบนไหล่ของฉัน สิ่งแรกที่ฉันทำคือการพยายามกระจายอำนาจ เพื่อที่โครงการจะไปต่อได้ แม้หากฉันโดนรถบัสชนก็ตาม"[34]

มูลค่าของการแรกเปลี่ยนบิตคอยน์ครั้งแรกถูกต่อรองผ่านทางเว็บบอร์ดพูดคุยบิตคอยน์ โดยมีการซื้อขายครั้งหนึ่งที่ใช้ 10,000 BTC เพื่อซื้อพิซซ่าจำนวนสองถาดแบบอ้อมจาก Papa John's[26]

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2553 ช่องโหว่ครั้งใหญ่ในโพรโทคอลของบิตคอยน์ถูกพบ การซื้อขายไม่ได้ถูกตรวจสอบอย่างถูกต้องก่อนถูกใส่เข้าไปในบล็อกเชน ทำให้ผู้ใช้สามารถเลี่ยงข้อจำกัดทางเศรษฐศาสตร์ของบิตคอยน์ และสร้างบิตคอยน์ขึ้นมาได้ในจำนวนไม่จำกัด[35][36] ในวันที่ 15 สิงหาคม ช่องโหว่นี้ถูกใช้สร้างกว่า 184 ล้านบิตคอยน์ผ่านการซื้อขายหนึ่งครั้ง และส่งไปยังที่อยู่สองที่ในเครือข่าย การซื้อขายถูกพบภายในไม่กี่ชั่วโมง และถูกลบออกจากบันทึกหลังแก้ไขบัคและอัพเดทรุ่นโพรโทคอลของบิตคอยน์[37][35][36]

เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2560 ฮาร์ดฟอร์ค (hard fork) ของบิตคอยน์ถูกสร้างขึ้น เรียกว่า บิตคอยน์แคช (Bitcoin Cash) บิตคอยน์แคชมีข้อจำกัดของขนาดบล็อกที่ใหญ่ขึ้นและมีบล็อกเชนที่เหมือนกัน ณ เวลาฟอร์ค[38][39]