Los hermanos Eddie y Alex Van Halen comenzaron tocando instrumentos distintos a los que los harían famosos: Eddie en la batería y Alex en la guitarra. Sin embargo, pronto intercambiaron papeles, encontrando cada uno su lugar definitivo. En 1972 formaron la banda Mammoth, con Eddie en voz y guitarra, Alex en batería y Mark Stone en el bajo.
En sus primeros pasos, alquilaban equipo de sonido a David Lee Roth. Para ahorrar dinero y sumar un frontman carismático, lo invitaron a ser el cantante. Poco después, en 1974, descubrieron que el nombre Mammoth ya estaba registrado, y cambiaron el nombre del grupo a Van Halen. Según Roth, la elección fue suya.
El grupo comenzó a hacerse conocido en fiestas barriales, clubes de Pasadena y Hollywood. Usaban estrategias de promoción caseras: repartían volantes en escuelas secundarias y barrios, lo que les permitió ganar una gran base de seguidores locales.

En 1977, Gene Simmons de Kiss los vio actuar y financió una maqueta en Nueva York. Sin embargo, Eddie no estuvo conforme con el sonido, y Simmons quería cambiar el nombre de la banda, lo que no prosperó. Simmons se retiró del proyecto.
Ese mismo año, Mo Ostin y Ted Templeman de Warner Bros. Records los escucharon en vivo y los ficharon. En octubre grabaron en Sunset Sound Recorders su primer álbum, Van Halen (1978), en tan solo tres semanas, con producción sencilla y errores intencionalmente dejados para conservar la frescura.
El disco alcanzó el puesto #12 en Billboard, convirtiéndose en uno de los debuts más exitosos del rock. Incluyó clásicos como Ain’t Talkin’ ‘Bout Love y el solo Eruption, donde Eddie popularizó la técnica del tapping. La banda salió de gira un año, teloneando a Black Sabbath y consolidando su reputación.

El éxito inicial permitió a Van Halen convertirse en una de las bandas más populares de la nueva ola del hard rock estadounidense.
Van Halen II consolidó su popularidad con temas más orientados al pop rock. Women and Children First consolidó su posición aunque mostró tensiones creativas. Fair Warning fue un disco más oscuro y experimental, pero con ventas decepcionantes. Diver Down recuperó éxito comercial, aunque incluyó demasiados covers para el gusto de algunos.

Durante esta etapa, el carisma de David Lee Roth y la innovación técnica de Eddie eran el corazón de la banda, pero las tensiones entre ambos crecían. Eddie quería explorar sonidos más serios y experimentar con teclados, mientras Roth prefería mantener el estilo fiestero y glamuroso.

El álbum 1984, grabado en los estudios privados de Eddie (5150 Studios), representó el punto más alto de la banda en ventas. Introdujo con fuerza los sintetizadores, en especial en el hit Jump, único número 1 de Van Halen en Billboard. También incluyó éxitos como Panama y Hot for Teacher.
El álbum fue un fenómeno global, pero también marcó el inicio de la ruptura definitiva. Eddie estaba frustrado por las limitaciones impuestas por Roth y el productor, y Roth no aprobaba la nueva dirección musical. En 1985, después de choques irreconciliables y del lanzamiento del EP solista de Roth, se produjo la primera gran separación.

Con la salida de Roth, Van Halen reclutó a Sammy Hagar, cantante de Montrose con carrera solista. Su ingreso dio un aire renovado y marcó un giro estilístico hacia un hard rock más melódico, con gran presencia de teclados.
5150 fue el primer disco con Hagar, debutó en el puesto #1 de Billboard. Canciones como Why Can’t This Be Love y Dreams fueron éxitos radiales. OU812 consolidó la fórmula con un sonido más orientado al pop rock. Con For Unlawful Carnal Knowledge regresó a un sonido más guitarrero; ganó un Grammy como Mejor Álbum de Hard Rock. Balance fue más oscuro, alcanzó éxito mundial con Can’t Stop Lovin’ You y Don’t Tell Me (What Love Can Do).

Durante esta etapa, Van Halen se convirtió en una de las bandas más exitosas de los 80 y principios de los 90, encabezando giras masivas. Sin embargo, las tensiones volvieron a surgir: disputas entre Hagar y Eddie sobre el control artístico y diferencias personales llevaron a una ruptura en 1996.

En 1996, la banda intentó una reunión con Roth para grabar dos temas nuevos incluidos en el recopilatorio Best Of – Volume I: Me Wise Magic y Can’t Get This Stuff No More. Sin embargo, el reencuentro fue breve y conflictivo.
Luego, Van Halen incorporó a Gary Cherone, ex cantante de Extreme. Con él grabaron Van Halen III (1998), un álbum experimental con tintes progresivos, pero muy mal recibido en ventas y crítica. Tras la gira, Cherone se fue y la banda quedó en pausa.

Durante principios de los 2000, Van Halen estuvo inactivo. Eddie enfrentó problemas de salud y adicciones, mientras el futuro de la banda era incierto.

En 2004, se produjo un regreso con Sammy Hagar para una gira de reunión, acompañado por el lanzamiento del recopilatorio The Best of Both Worlds. La gira fue exitosa en taquilla pero marcada por tensiones internas. Tras finalizar, Hagar volvió a salir del grupo.
En 2007, Van Halen anunció oficialmente el regreso de David Lee Roth como vocalista. El bajista Michael Anthony fue reemplazado por Wolfgang Van Halen, hijo de Eddie, lo que generó polémica entre los fans.
La gira de 2007–2008 fue un éxito masivo y marcó una de las recaudaciones más altas del año. Con Roth nuevamente en el frente, la banda recuperó gran parte de su aura clásica.
En 2012 lanzaron A Different Kind of Truth, el primer álbum de estudio con Roth en casi tres décadas. Muchas de sus canciones se basaban en demos de los años 70. El disco tuvo buena recepción y fue seguido de extensas giras mundiales.
La salud de Eddie Van Halen se fue deteriorando a lo largo de la década de 2010 debido a un cáncer que lo afectó intermitentemente. A pesar de ello, la banda siguió girando hasta 2015.
El 6 de octubre de 2020, Eddie falleció a los 65 años. Su muerte marcó el fin de Van Halen como banda. Fue recordado como uno de los guitarristas más innovadores e influyentes de la historia del rock, pionero de técnicas como el tapping y creador de un estilo único que inspiró a generaciones.