1955年後楽園ゆうえんちが開場しました。
後楽園周辺への遊園地建設は1947年頃から構想され児童用プール・ローラースケート場・回転塔・芝生遊園地・ヘルスセンター等の建設を目論んだが資材不足から断念となり1953年には隣接する旧南方開発金庫跡地の大蔵省からの払下げの目処がたち遊園地計画が再始動、1955年7月9日に、後楽園ゆうえんちとして開場した。「後楽園遊園地」などと表記される場合もあるが、「後楽園ゆうえんち」が正式な表記である。後楽園球場周辺の多目的利用策の一環として建設され、都会の子供にレジャーを提供する事を目的として狭い土地を有効活用すべく立体的な機械アトラクションを中心とした構成としており、1953年に後に文京区役所建設地となる空き地で行われた移動遊園地「コニー・アイランドショー」の成功をヒントとした。1961年には熊谷組作業所跡地6,900平米を買収して拡張工事を行い都内屈指の32種の遊具を備えたが、1967年に放射9号線道路拡張工事のため一時休園し27,437平米のうち4,081平米を道路用地に転用し、1968年に「後楽園タワー」など10機種以上を導入し再開業、1973年に旧後楽園競輪場施設を用いた夏季ジャンボプールとゴルフ練習場の設置や園内のロココ調への改装、1979年に後楽園スポーツクラブ屋上を人工地盤として用いて「パラシュートランド」を開業し1980年代は東京ディズニーランドに対抗すべく積極的な新規遊具の導入を行い、1988年頃には「タワーランド」「コースターランド」「パラシュートランド」の3ゾーン体制となった。
これらの施設のリニューアルを繰り返してきたが、大型施設老朽化による大規模リニューアルの検討時にレジャーの多様化を反映した複合的開発を行いこれまで男性・ファミリー客中心から女性客の開拓を図ることとし[3]、2003年5月1日にゆうえんち北側部分の再開発によるショッピングセンターと日帰り入浴施設および新設アトラクション等で構成した複合施設「ラクーア」の開業に踏みきり、先立つ2003年4月17日に遊園地全体をフリーゲート化（入場無料化）し、同時に「脱・遊園地」のテーマのもとで東京ドームシティアトラクションズという現在の名称に変更した[3]。ラクーア開業による新規アトラクションの導入により、大人指向のアミューズメントパークへ変貌を遂げた。 また、2003年に開業したラクーアゾーンにある日本初導入のインタミン社のメガ・コースターのサンダードルフィンは開業以来初の車両更新(2022年10月11日(火)〜2023年春（予定）)が計画されており、それに伴いサンダードルフィンは営業休止となる。
「ラクーア」側と「バイキングゾーン」「パラシュートゾーン」側（東京ドーム側）は都道434号で隔てられており、アトラクションズの来場者は通常、都道434号直下に設置された地下通路で往来する。フリーゲート化後は施設外の横断歩道経由で往来することも可能。
古くよりテレビ朝日系列で日曜朝に放送されている、スーパー戦隊シリーズのヒーローショーを売り物にしており、毎週土曜・日曜と祝日に開催している（野外劇場時代途中に週休二日制が定着するまでは日曜・祝日のみ。春冬の長期休暇時は毎日公演）。1971年から5年間行われた仮面ライダーシリーズショーを皮切りにその後1976年よりスーパー戦隊ショーを中心に開催、劇場への入場時にレッドと握手ができることからテレビCMでスーパー戦隊の歴代レッドが発する「後楽園ゆうえんちで僕と握手!」のキャッチコピーは有名で（当初は「後楽園ゆうえんちへ応援に行こう!」や「後楽園ゆうえんちで待ってるぞ!」であった）、現在でも「東京ドームシティで〜」とキャッチコピーを変えて使われている。ただしコロナ禍以降は握手が出来なくなったため、「僕と握手!」の箇所のみ別の台詞に言い換えている。
2000年代までは最新作までの5年間のスーパー戦隊過去作や仮面ライダーシリーズ・メタルヒーローシリーズのヒーローが登場するショーも夏や正月（スーパーヒーロー大集合）に行われていた。さらにシリーズの期間中2回は変身前の役者が出演する「素顔の戦士」公演を実施している（1992年秋のジュウレンジャーショーから。ジェットマン以前も公演の回によって変身前の演者が予告なしでサプライズ出演することも稀にあった）。スーパー戦隊シリーズでは、後楽園ゆうえんち時代から番組のロケを園内で行うことも多い。
当地で開催されたハロウィンの仮装イベントが、現在では「コスプレフェスタ」「レイヤーズパラダイス」などの名称で現在も開催、これが後に各地の遊園地・テーマパークで行われているコスプレイベントの元祖となっている。ただし、新型コロナウィルス感染症拡大の影響により、2020年2月24日の開催を最後に無期限開催休止中となっている。2019年には当地で世界コスプレサミットが開催された。
2010年から2011年1月にかけてアトラクションに起因する人身事故を相次いで起こし、この2011年1月末から長期間営業を休止することとなった（→#事件・事故）。その後社内安全対策の確立を受け、6月1日から一部のアトラクションで営業を再開した。
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