Em 1990 Robin Antin, ao lado de Carla Kama e da atriz Christina Applegate, começaram a explorar a ideia de ter uma trupe burlesca, sendo que essa ideia só foi consolidada cinco anos depois, em 1995. Durante esse período, a trupe teve diversos integrantes, apresentando-se com inúmeras cantoras convidadas, com um repertório padrão da música popular dos anos 50 e 60.
As integrantes vestiam lingeries e/ou se fantasiavam como pin-ups. As apresentações ocorreram nas noites de quinta-feira na "The Viper Room", uma discoteca de Los Angeles, entre 1995 e 2001. A trupe foi destaque no longa metragem de Morgan Higby Night, intitulado Matters of Consequence, onde Robin Antin teve papel coadjuvante. O conjunto recebeu maior destaque da imprensa a partir de junho de 1999. Três anos depois, o grupo mudou-se para a Roxy Theatre e, a partir dai, torna-se conhecido por aparições em revistas, especiais de televisão para a MTV e VH1, campanhas publicitárias e cinema. Algumas integrantes participaram do filme Charlie's Angels: Full Throttle, dançando "O Tema da Pantera cor de Rosa".
Além disso, também participaram do videoclipe do single "Trouble", de P!nk. Juntamente com Christina Applegate, Christina Aguilera e Carmen Electra que, muitas vezes desempenhava o papel de vocalista do grupo, a trupe foi destaque da revista Maxmen em 2002. Segundo Carmit Bachar, foi graças à Gwen Stefani que o Pussycat Dolls passou de grupo de dança burlesco para grupo musical. Stefani chamou os chefes da gravadora para assistirem a uma apresentação do conjunto. Eles adoraram e, então, assinaram um contrato com os produtores musicais Jimmy Lovine e Ron Fair.
Então, o conjunto, agora, grupo de música pop tornaram-se funcionárias do selo de Lovine, a Interscope Records. As integrantes do grupo continuaram a ser Robin Antin (que assumiu o setor criativo, funções e gestão), Carmit Bachar, Cyia Batten, Kasey Campbell, Ashley Roberts, Jessica Sutta e Kimberly Wyatt. Em abril de 2005, Robin Antin inaugurou o "Pussycat Dolls Lounge", com o objetivo de restaurar o grupo burlesco de 1995, realizando apresentações como antigamente.
Durante o ano de 2003, Antin fez uma empreendimento conjunto com a Interscope Records para transformar as Pussycat Dolls em um conjunto musical, com Jimmy Iovine designando o projeto para Ron Fair. As audições seguiram com objetivo de encontrar integrantes que não fossem conhecidas da mídia. As cantoras Nicole Scherzinger, Melody Thornton e Kaya Jones foram selecionadas, juntando-se a Carmit Bachar, Ashley Roberts, Jessica Sutta e Kimberly Wyatt para formar um novo grupo musical.
Em fevereiro de 2004 elas cantaram "Big Spender" ao vivo no MTV Asia Awards. Em 2004, elas gravaram "We Went as Far as We Felt Like Going" para a trilha sonora de Shark Tale e gravou o single, "Sway", que é destaque na trilha sonora de Shall We Dance? Jones deixou o grupo em setembro de 2004, enquanto Batten e Campbell saíram em janeiro de 2005.
O álbum de estreia do grupo, PCD, foi lançado em setembro de 2005 e vendeu 3 milhões de cópias nos Estados Unidos. O single principal do álbum, "Don't Cha", foi um sucesso comercial, liderando as paradas mundiais, e alcançando o número dois na Billboard Hot 100. O segundo single do grupo, "Stickwitu", atingiu o número cinco na Billboard Hot 100 e ganhou uma indicação ao Grammy na categoria Melhor Performance por um Grupo com Vocal, mas perdeu. O grupo tornou-se um dos artistas mais vendidos em 2006, enquanto o álbum apareceu no número doze na lista de 200 anos da Billboard naquele ano. Até hoje, o PCD vendeu mais de 9 milhões de cópias em todo o mundo.
As Pussycat Dolls foram convidadas a abrirem a turnê Honda Civic do Black Eyed Peas na América do Norte. Para promover ainda mais o álbum, Snoop Dogg foi adicionado a um remix de "Buttons", que tornou-se um sucesso mundial logo após, embarcaram em sua PCD World Tour com Rihanna como o artista de abertura no Reino Unido.
Para promover ainda mais o álbum, as Pussycat Dolls fizeram uma turnê junto com Danity Kane na turnê Back to Basics de Christina Aguilera (2007) na América do Norte O sucesso do álbum de estreia do grupo trouxe-lhes uma grande variedade de spin-offs, incluindo uma série da CW, The Pussycat Dolls Present: The Search for the Next Doll. O objetivo do show era adicionar uma sétima integrante para se juntar a eles em futuros empreendimentos. A cantora Asia Nitollano foi anunciada como vencedora em 24 de abril, no entanto, vários meses depois, foi revelado que Nitollano havia desistido de se juntar ao grupo, logo após o final do programa.
Em 3 de março de 2008, Carmit Bachar anunciou através de um site, que deixou o grupo com a intenção de seguir carreira solo. Na época de sua saída, ela tinha sido a integrante mais longo do grupo, juntando-se em 1995 quando elas eram apenas uma trupe burlesca. Em maio de 2008, elas lançaram o primeiro single do seu segundo álbum "When I Grow Up", que alcançou o top 10 em 16 países. No MTV Video Music Awards de 2008, o videoclipe da faixa, foi indicado para seis prêmios, a maior parte dessa cerimônia, e ganhou o prêmio de Melhor Dança em um Vídeo. Doll Domination foi lançado em setembro de 2008. Três singles subsequentes foram lançados, "Whatcha Think About That", "Out of This Club" e "I Hate This Part";[54] o último atingiu 11º lugar na Billboard Hot 100.
Em janeiro de 2009, as Pussycat Dolls embarcaram na Doll Domination Tour, sua segunda turnê mundial, que obteve apresentações na Europa, Oceania e Ásia,] Entre as duas primeiras partes, o grupo abriu para a The Circus Starring Britney Spears na América do Norte.Durante a turnê na Europa, Nicole foi convidada para reescrever versão pop de "Jai Ho" do filme Slumdog Millionaire (2008). A música foi intitulada "Jai Ho! (You Are My Destiny)" e creditou Scherzinger como um artista de destaque causando uma discussão interna dentro do grupo e uma queixa pública por Melody Thornton durante uma das aparições do grupo em turnê.
Após a conclusão da turnê, o grupo anunciou um suposto hiato, Em fevereiro de 2010, Sutta, Ashley Roberts e Kimberly Wyatt anunciaram suas saídas definitivas do grupo, com Robin Antin reconhecendo que novas membros se juntariam a Scherzinger. Em maio de 2010, quatro novas membros se juntaram a Scherzinger em uma nova formação, mas até o final do ano, Scherzinger anunciou que estava se retirando do projeto, para seguir carreira solo. posteriormente Wyatt mais tarde anunciou que "o grupo havia se separado totalmente".
Em 25 de junho de 2019, a The New York Times listou The Pussycat Dolls entre centenas de artistas cujas fitas mestres foram supostamente destruídas no incêndio de 2008 no Universal Studios . A extensão dos danos e perdas não era conhecida devido a relatórios conflitantes sobre o número de mestres primários mantidos em armazenamento. Mais tarde, em setembro de 2019, o ET informou que Scherzinger juntou-se as ex-membros da sua banda Pussycat Dolls para novas sessões de estúdio e a banda se reunirá para uma turnê Greatest Hits em 2020. O juiz do The X Factor Louis Walsh confirmou que as Pussycat Dolls estariam se apresentando no final de The X Factor: Celebrity em 30 de novembro de 2019.
A banda confirmou seu reencontro na estação de rádio britânica Heart, confirmando que Bachar, Roberts, Scherzinger, Sutta e Wyatt estavam gravando novas músicas e anunciando nove datas de turnê pelo Reino Unido em 2020. Durante a entrevista, Scherzinger comentou que já faz mais de dez anos desde a última turnê do grupo e que a hora parecia certa "já faz muito tempo, mas esse é o momento perfeito para lembrar ao mundo o que significa ser uma Pussycat Doll". Segundo a fundadora do grupo, Robin Antin, Thornton não participaria devido a ela sentir que não se tratava do momento ideal. O grupo deixou a porta aberta para Thornton se juntar novamente em uma data posterior. Em 7 de fevereiro de 2020 as The Pussycat Dolls lançaram sua mais nova música "React" junto de um vídeo clipe oficial.
