汉莎航空的历史可追溯自1926年。当时Deutsher Aero Lloyd与Junkers Luftverkehr AG两家航空公司正式合并，于1926年在德国柏林正式成立Deutsche Luft Hansa AG。1933年，Deutsche Luft Hansa AG正式改名：“Lufthansa”。汉莎航空的历史与德意志第三帝国建立和1945年的覆灭息息相关。随着1945年第二次世界大战的结束，德国战败，汉莎随即于同年停航，汉莎航空的历史也随之告一段落。包括汉莎航空在内的数间德国企业都被盟军视为德国纳粹党的帮凶，因此希望让后人淡化其以往的历史。
1950年代，汉莎航空重建。最开始的名字是“航空股份公司”（Aktiengesellschaft für Luftverkehrsbedarf，缩写：Luft AG），1955年4月1日恢复使用“德国汉莎航空股份公司”的名称。此后，汉莎航空公司的客运、货运业务得到迅速的发展。德国汉莎航空公司已经成为世界上著名的国际航空公司之一。
德国汉莎航空官方立场是该公司创建于1955年，而不是1926年，因而汉莎航空于2005年4月1日庆祝其创建50周年。
1958年，汉莎航空订购了四架波音707，并于1960年3月开通首个使用喷气式飞机执行的航班，由法兰克福飞往纽约。此后，波音720亦加入汉莎机队。1961年2月，汉莎航空开通香港、东京航线，将航线网络扩展至远东，次年开通拉各斯以及约翰内斯堡航点。
1964年，汉莎航空购入波音727，同年5月开通法兰克福飞往东京的北极航线。1965年2月，汉莎航空订购21架波音737，这些飞机于1968年开始交付使用，汉莎航空也因此成为波音737的启动用户。汉莎航空也是波音737-100仅有的四个用户之一（另三个分别是NASA、马来亚航空和哥伦比亚航空）。
1970年4月26日，汉莎航空将波音747投入运营，这标志着汉莎航空宽体时代的开始。此后，汉莎航空引进更多的波音747-200，并在1972年成为首家使用波音747货机的航空公司，此外亦陆续引进了麦道DC-10和空中客车A300。1979年，汉莎航空与瑞士航空成为空中客车A310的启动用户。次年，汉莎航空开通法兰克福飞往北京的航班 。
汉莎航空在1980年代中期启动机队更新计划，于1985年订购7架空中客车A300-600，15架A320和十架波音737-300，并于1987年至1992年接收这些飞机。1988年，汉莎航空更新其企业形象，机身涂装也发生变化。一年后，汉莎航空开始引进波音747-400，成为该机型的主要用户之一。
1990年10月28日，随着两德统一，柏林再次成为汉莎航空的目的地。三年后，汉莎订购的空中客车A340（-200和-300）投入运营，而汉莎机队内的DC-10则陆续退役。1997年5月18日，汉莎航空与北欧航空、泰国国际航空、加拿大航空、联合航空组建星空联盟。2001年12月6日，汉莎航空宣布订购15架空中客车A380。
而在911事件后，汉莎航空虽有亏损，但并未裁员。四年后，汉莎航空收购瑞士国际航空，后者于2006年加入星空联盟。
汉莎于2000年代继续更新机队，空中客车A340-600于2003年加入汉莎机队。2006年12月6日，汉莎航空宣布订购20架波音747-8，成为747-8客机的启动用户，第一架于2012年4月底交付使用，并重新使用曾在汉莎第一架波音747-100上使用的注册编号。汉莎航空亦是欧洲第二间使用A380的航空公司（第一间为法国航空），其首架A380在2010年5月19日交付。
