Poprzednicy bikini pochodzą z czasów antycznych, z Çatalhöyük i świata grecko-rzymskiego. Dzieła sztuki pochodzące z okresu Dioklecjana (286-305 n.e.) w Villa Romana del Casale na Sycylii przedstawiają kobiety w strojach przypominających bikini na mozaikach na podłodze. Wizerunki dziesięciu kobiet, zwanych "Bikini Girls", ćwiczących w strojach, które dziś mogłyby uchodzić za bikini, są najczęściej powielaną mozaiką spośród 37 milionów kolorowych płytek znajdujących się w tym miejscu. Znaleziska archeologiczne, zwłaszcza w Pompejach, ukazują rzymską boginię Wenus w bikini. Posąg Wenus w bikini został znaleziony w szafce w południowo-zachodnim narożniku Casa della Venere; inne znaleziono w holu frontowym.
Na początku lat 40-tych dwuczęściowe kostiumy kąpielowe były częstym widokiem na amerykańskich plażach. Gwiazdy Hollywood takie jak Ava Gardner, Rita Hayworth i Lana Turner wypróbowały podobne stroje kąpielowe lub plażowe.
Nowoczesne bikini zostało zaprezentowane przez francuskiego inżyniera Louisa Réarda i projektanta mody Jacquesa Heima w Paryżu w 1946 roku. Réard był inżynierem samochodowym, ale w 1946 roku prowadził butik z bielizną swojej matki w pobliżu Les Folies Bergères w Paryżu. Heim pracował nad nowym rodzajem kostiumu plażowego. Składał się on z dwóch części, z których dolna była na tyle duża, że zakrywała pępek osoby noszącej. Réard nazwał swój kostium "bikini", biorąc nazwę od Atolu Bikini, jednej z wysp na Południowym Pacyfiku, gdzie tego lata odbywały się testy nowej bomby atomowej. Réard nie mógł znaleźć modelki, która mogłaby nosić jego projekt. W końcu zatrudnił Micheline Bernardini, nagą tancerkę z Casino de Paris. Bikini, z wiązaniem z tyłu, miało 30 cali kwadratowych (194 cm2) materiału z nadrukiem w formie gazety. Zostało ono zaprezentowane 5 lipca w Piscine Molitor, publicznym basenie w Paryżu. Projekt Heima był pierwszym noszonym na plaży, ale strój otrzymał swoją nazwę od Réarda. Bikini stawało się coraz bardziej popularne w latach 60-tych i 70-tych.