W 1990 roku Rada Północnoatlantycka zaproponowała państwom byłego Układu Warszawskiego partnerskie stosunki i współpracę wojskową, celem zwiększenia stabilizacji w regionie. W 1991 roku w Rzymie powołano Północnoatlantycką Radę Współpracy (NACC). Polska jako uczestnik NACC brała udział w operacjach pokojowych. Współpraca z NACC zwiększała przejrzystość w pracach nad budżetem wojskowym oraz pomagała wprowadzić cywilną, demokratyczną kontrolę sił zbrojnych. Negatywne stanowisko Rosji przekreślało jednak szanse na szybkie dołączenie Polsko do NATO.
Na szczycie Sojuszu w Brukseli w 1994 roku zaproszono państwa środkowoeuropejskie do programu polityczno-wojskowej współpracy. Polska dalej pogłębiała współpracę z NATO, jednakże nadal sprawa pełnego członkostwa nie była oczywista.
Podstawą rozmów akcesyjnych stało się Studium o rozszerzeniu NATO z 1995 r. Sformułowano w nim wymagania dla kandydatów.
Oficjalne zaproszenie Polski, Czech i Węgier do rozmów akcesyjnych nastąpiło na szczycie Sojuszu w Madrycie w 1997 r. W trakcie negocjacji ustalono sprawy politycznych i prawnych zobowiązań oraz współpracy militarnej. Omówiono także formalne i finansowe aspekty członkostwa. W tym samym roku także zakończono rozmowy akcesyjne. Po ratyfikacji umów przez polski parlament, 12 marca 1999 roku Polska została oficjalnie członkiem NATO.
W 2023 roku NATO liczy 31 państw członkowskich. Najmłodszym państwem członkowskim jest Finlandia, która przystąpiła do sojuszu 4 kwietnia 2023 roku. Kandydatami do członkostwa w sojuszu są Bośnia i Hercegowina oraz Szwecja.