1968年（昭和43年）7月1日に、日本電信電話公社が移動体通信サービスポケットベルを開始した事がNTTドコモの起源となる。電電公社民営化後の1990年（平成2年）2月に、日本国政府の措置として日本電信電話株式会社から「移動体通信業務の分離」が決定し、1991年（平成3年）8月14日に「エヌ・ティ・ティ・移動通信企画株式会社」が設立、1993年（平成5年）7月の分社化とともに「NTTドコモ」のブランドでサービスを行なっている。

東京証券取引所などに上場する公開会社であるが、NTTが発行済株式の6割強 (64.1%) を所有しており、同社の連結子会社（金融商品取引法上の特定子会社）である。NTTグループの営業利益の7割を稼ぎ出す。ただし、「日本電信電話株式会社等に関する法律」（通称: NTT法）は当社には適用されず、特殊会社でもない。

「"docomo"」の名称は「"Do Communications over the Mobile network"」（移動通信網で実現する、積極的で豊かなコミュニケーション）の頭文字を綴ったものである。2015年（平成27年）1月からのブランドスローガンは「いつか、あたりまえになることを。」。

2008年（平成20年）7月に各地域会社を合併し、全国1社体制となった。それまではNTTドコモグループを統括する中核会社であり、同時に関東地方および甲信越地方を管轄する事業会社でもあった。NTTドコモグループ全般と区別するために、この会社を指す際には便宜的に「(NTT) ドコモ中央」とも呼ばれていた。合わせてコーポレートロゴマークも旧来の「NTT DoCoMo」から現在の「NTT docomo」に改められた。2010年（平成22年）に正式の英文名を「NTT DoCoMo, Inc.」から「NTT DOCOMO, INC.」に変更した。

また2013年（平成25年）10月1日に、商号を「エヌ・ティ・ティ・ドコモ」から、これまで通称社名として使用してきた「NTTドコモ」に統一した。

2020年（令和2年）現在では、W-CDMA・HSPAを用いた「FOMA」（第3・第3.5世代移動通信システム、2001年（平成13年）サービス開始）、LTEを用いた「Xi」（第3.9世代移動通信システム、2010年（平成22年）サービス開始）、LTE-Advancedを用いた「PREMIUM 4G」（第4世代移動通信システム、2015年（平成27年）サービス開始）、5G NRを用いた「docomo 5G」（第5世代移動通信システム、2020年（令和2年）サービス開始）による携帯電話事業を中心として各種事業を展開している。

かつて手がけていた「PHSサービス」は2008年（平成20年）1月7日、またPDCを用いた「シティフォン」（東名阪限定、1.5GHz帯第2世代移動通信システム）は2008年（平成20年）6月30日、「mova」「DoPa」（第2世代移動通信システム）は2012年（平成24年）3月31日 にサービスを終了した。