เริ่มแรกจดทะเบียนก่อตั้งเป็น บริษัท แอดวานซ์ อินโฟร์ เซอร์วิส จำกัด เมื่อวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2529 [3] เปิดให้บริการครั้งแรกเมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2533 โดยเอไอเอสทำสัญญากับองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย ให้ดำเนินการโครงการบริการระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ 900 เมกะเฮิร์ตซ์​ เป็นระยะเวลา 30 ปี ถึง พ.ศ. 2561

เอไอเอสเข้าจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย เมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน พ.ศ. 2534 และแปรสภาพเป็นบริษัทมหาชนจำกัด หลังจากนั้นบริษัทขยายกิจการโดยการเข้าซื้อกิจการในเครือชินวัตร เช่น ชินวัตร ดาต้าคอม (ปัจจุบันคือ บริษัท แอดวานซ์ ดาต้าเน็ตเวิร์ค คอมมิวนิเคชั่นส์ จำกัด), ชินวัตร เพจจิ้ง เป็นต้น บริษัทเปิดบริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ในระบบจีเอสเอ็ม ในชื่อ Digital GSM ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2537 และได้ขยายเวลาร่วมสัญญาเป็น 25 ปี (หมดสัญญาปี พ.ศ. 2558) เมื่อ พ.ศ. 2539

บริษัท แอดวานซ์ อินโฟร์ เซอร์วิส จำกัด (มหาชน) ยังได้ว่าจ้าง บริษัท พี อี แอนด์ พี เทค จำกัด ผลิตน้ำดื่มตรา เอไอเอส เพื่อบริการลูกค้า ที่เข้าใช้บริการ