Comienzos (1990-1992)
Los orígenes de la banda se remontan a 1982 cuando Billie Joe y Mike, dos muchachos de diez años de Rodeo se conocieron y se hicieron amigos. Ambos compartían una afición especial por los grupos de la corriente punk que se desarrollaba en Berkeley en ese momento (Mr. T Experience, Operation Ivy, Crimpshrine) y por otros grupos de punk de finales de los 80 como Social Distortion y Hüsker Dü.Rod's Hickory Pit (donde trabajaba la madre de Billie Joe) ante unos 30 amigos. Tiempo después el grupo se asentó permanentemente en Berkeley, uno de los epicentros de la corriente punk de California.
En ese mismo año grabaron su primer EP con Skene! Records, llamado simplemente Sweet Children. Este contenía tres canciones originales: "Sweet Children", "Best Thing In Town" y "Strangeland" (siendo esta, con su pegadizo coro, la que más se acerca al estilo que cultivaría el grupo después). La cuarta canción del EP era un cover de la famosa "My Generation" de The Who. En ese año grabaron con el nombre de Green Day el EP 1,000 Hours, que fue bien recibido en la escena punk y hardcore de California.
En 1990, la banda cambió su nombre oficialmente a Green Day (el nombre de una canción escrita cuando eran todavía Sweet Children), y, después de una demostración bajo la lluvia para Lawrence Livermore, firmaron con su casa discográfica, Lookout! Records. El primer álbum recopilatorio de Green Day, 1,039/Smoothed Out Slappy Hours, fue puesto a la venta ese mismo año, con varios de sus trabajos anteriores (1,000 hours, 39 Smooth y Slappy). Poco después de su lanzamiento, Al Sobrante deja de ser el batería para retomar sus estudios en la universidad. Fue entonces cuando reclutaron a Tré Cool, vecino del fundador de Lookout! Larry Livermore y baterista de Lookouts, quien sigue siendo el baterista del grupo hasta ahora. Armstrong y Dirnt ya conocían a Tré Cool de diversos conciertos siendo aún Sweet Children. El día después de la graduación en el instituto John Swett (en el que Mike se graduó, y Billie Joe fue expulsado el día después de cumplir 18 años) empezaron una gira en el bibliobús del padre de Tré a lugares como Atlanta, Los Ángeles, Nueva York y Canadá.
El segundo álbum de la banda fue Kerplunk, lanzado el 17 de enero de 1992 por Lookout!, su único trabajo en una firma independiente y para hacer dinero extra en la banda ya que en la cual es indispensable

Dookie e Insomniac (1994-1996)
Habiendo vendido 55.000 copias de Kerplunk, el grupo firmó con Reprise Records (subsidiaria de Warner Bros) en 1994. Ese mismo año fueron invitados al festival de musica alternativa Woodstock, donde provocaron una caotica guerra de lodo y la banda tuvo que huir en helicóptero. Tocaron en en un concierto de beneficencia en el Madison Square Garden donde Billie Joe tocó la ultima canción, "She", desnudo pero cubriéndose con la guitarra. Además, ganaron un Grammy a la mejor interpretación alternativa por "Dookie" y ganaron 2 nominaciones a MTV en el mejor artista de rock internacional y mejor musica en videojuego.
Los tres singles del disco ("Longview", "Basket Case", y "When I Come Around") fueron increíblemente populares. Su gira fue todo un éxito. Dentro de todo esto como curiosidad, Billie Joe y Tré se casaron, y Mike se comprometió. Los dos ultimos se divorciaron tiempo despues. Ya en 1995, otra cancion de Green Day llego al número uno, "J.A.R.", que trata sobre la muerte de un amigo de Mike que murio en la caotica guerra de lodo y tomada por apología(Lo describian asi una revista sensacionalista).
El cuarto album del grupo, Insomniac, fue grabado en seis semanas entre julio y agosto de 1995, y fue lanzado en octubre. Contiene los singles "Do Da Da" y la versión original de "Good Riddance", que no trae sección de cuerdas. El tercer y cuarto single fueron "Stuck With Me" y "Walking Contradiction". El primero traía como cara B dos temas en vivo. Para el segundo no se hizo una cara B.

Nimrod y Warning: (1997-2002)
Tras cancelar la gira europea de Insomniac (con la cual provocaron rumores de la desintegración del grupo, disipados por Tré en una afirmación que hizo, la banda dedicó la siguiente mitad del año encerrarse a escribir un nuevo material, sacando Nimrod en octubre de 1997 y siendo más artístico y conceptual que los anteriores. El disco fue elogiado por la critica, por incluir otros estilos de musica ("King For A Day", "Walking Alone", "Good Riddance (Time of Your Life)", "Last Ride In") aunque manteniendo la simplicidad en las canciones, y sin olvidar el pop-punk que los hizo famosos.
El primer single del disco fue "Hitchin' a Ride". Este incluye como cara B, "Sick", típico tema de pop-punk con el sello Green Day, y "Espionage", una pieza instrumental con un sonido al estilo de Misión imposible, en la que participaron Gabrial McNair y Stephen Bradley tocando trombón y trompeta. Este tema fue incluido luego en la banda sonora de Austin Powers: The Spy Who Shagged Me, pues se acopla perfectamente a la temática de la película.
El siguiente single fue "Good Riddance (Time of Your Life)", pieza que sonó dos veces en la serie E.R. y en el episodio final de Seinfeld. Dos CDs fueron editados como singles. El primero incluía como cara B "Desensitized" y "Rotting" (otro tema bastante distinto a lo acostumbrado). El segundo traía como cara B los temas "Suffocate" y "You Lied".
Ya en 1999, el cuarto single de Nimrod. (el tercero fue "Redundant") fue el tema principal de la banda sonora de Varsity Blues. Su video estuvo dos semanas en primer lugar en MTV y obtuvo una nominación a la mejor canción de una pelicula en los MTV Movie Awards.
En el 2000, la banda edita su sexto album, Warning:, el cual fue lanzado en el mes de octubre en la ciudad de Nueva York, el cual muestra al grupo mas evolucionado y a la vez mas serio; una evolución musical que los hizo madurar como grupo. A pesar de esto el álbum fue un fracaso comercial convirtiendose en el menos vendido de su carrera.
Habiendo muchos éxitos, tras muchos años de trayectoria, Green Day decide lanzar otro álbum recopilatorio de singles, "Shenaningans", el cual contiene todos los éxitos desde Dookie hasta Warning:. En ese año muchos grupos y bandas decidieron sacar álbumes .recopilatorios de grandes éxitos. La banda se tomó un descanso entre Shenaningans y el próximo álbum, publicando frecuentemente algunas fotos de ellos haciendo rarezas.

American Idiot (2004-2006)
Mientras la banda estaba en los estudios de grabación surgió un grupo llamado The Network, en el que sus miembros estaban encapuchados con un sonido muy parecido al de la banda. El nombre de su líder, Fink, recuerda al título de The Ballad of Wilhelm Fink (una canción de 30 segundos que escribió Green Day para el recopilatorio Short Music for Short People) y Wilhelm Fink es el seudónimo que Billie Joe ha usado en varias ocasiones. Además el álbum de la banda (Money Money 2020), está publicado en Adeline Records, propiedad de Billie Joe. Sin embargo, la banda desmintió los rumores de una maniobra de marketing.
Después de grabar doce canciones del nuevo álbum, robaron del estudio el ordenador en el que estaban las copias maestras, estas canciones estaban orientadas para un álbum llamado: Cigarettes And Valentines. La banda decidió no hacer las mismas canciones dos veces y se centraron en el estudio, tras varios meses discutiendo, y sin expresar sus emociones al resto del grupo, decidieron abrirse y Billie Joe les confesó que le gustaría hacer la "Bohemian Rhapsody" punk del siglo XXI.
Empezaron a grabar desde cero, buscando posiciones de otros estilos, tocando desde salsa, hasta versiones de villancicos. Billie Joe dijo que eligieron escribir sus canciones de esta manera al haber obtenido el respeto del mundillo musical, y que los comentarios sociales es parte natural del crecimiento de una banda.
De ahí salió en 2004 American Idiot, título que es una doble mofa hacia American Idol, y hacia la administración Bush. Etiquetado como ópera Punk , relata las historias de Jesus of Suburbia (Jesús de los suburbios), su alter ego St. Jimmy y la historia de como conoce a Whatsername. Dos de las pistas ("Jesus of Suburbia" y "Homecoming") constan de 5 y media partes con una gran variedad de estilos en los más de 9 minutos de cada una.
Según Billie Joe, "Un día Mike estaba en el estudio y tocó una pieza de un poco más de de 30 segundos (Nobody likes you). No sé, me gustó tanto que quise hacerlo yo también. La que hice (The death of st. Jimmy y East 12th St.) (East 12th st. existe en verdad en Oakland y es donde Billie Joe Armstrong estuvo encarcelado cuando le detuvieron por conducir borracho su BMW a gran velocidad. Los gritos de esta canción se reflejan totalmente en la escena estando encerrado borracho en una celda pidiendo que le suelten) se la conecté a su parte, entonces Tré Cool hizo otra (Rock & Roll Girlfriend) y la conectó a la mía y así sucesivamente hasta que grabamos diez minutos. Fue solamente pasar un buen rato"
El día 28 de agosto de 2005, el grupo se llevó siete de las ocho nominaciones de los premios MTV VMA. La única estatuilla que no se llevó fue la de mejor dirección artística, en la que Gwen Stefani fue galardonada por "What You Waiting For?".

Después de American Idiot y 21st Century Breakdown (2006 – actualidad)
Durante 2006 la banda publicó algunos sencillos con destino benéfico, como la canción a dúo con U2, The Saints are Coming para recoger fondos a favor de las víctímas del huracán Katrina.
En el 2007, la banda sacó un nuevo sencillo, el cover de la canción de John Lennon "Working Class Hero" en apoyo a las víctimas de la guerra civil de Darfur. También hicieron un cameo en Los Simpson: la película, donde interpretan el tema principal del film, en el cual, más tarde, fallecen en medio del concierto. En una escena siguiente, en homenaje a Green Day, tocan en la iglesia la versión fúnebre de "American Idiot".
En diciembre de 2007 apareció en MySpace una banda de garage rock bajo el nombre de The Foxboro Hot Tubs; no había ningún tipo de información acerca de sus miembros, pero su cantante tenía una voz aparentemente similar a la de Billie y pertenecían a Reprise Records, al igual que Green Day. En primavera de 2008, Billie confirmó que ellos eran la misteriosa banda y que lanzarían un álbum bajo esa identidad, el álbum se publicó en mayo, titulado Stop, Drop and Roll!! y realizaron una pequeña gira por Estados Unidos.
Tras un trabajo que comenzó en 2006, en la gala de los Grammy de 2009, Billie Joe anunció el título del siguiente trabajo de la banda, 21st Century Breakdown, que al igual que su antecesor, American Idiot, es una opéra punk, aunque no tan ordenado como el anterior pero las canciones tienen un hilo en común entre canción y canción. El álbum cuenta la historia sobre Christian y Gloria, una pareja estadounidense que intenta sobrevivir al mundo estático, lleno de histeria y muy moderno. El lanzamiento del primer single fue en abril, Know Your Enemy. Después salieron los siguientes singles que fueron East Jesus Nowhere para Estados Unidos y Reino Unido, y 21st Century Breakdown para el resto del mundo. El siguiente single de la banda fue Last Of The American Girls, fue lanzado el 1 de abril del 2010. En mayo estrenaron su adaptación en Broadway del disco American Idiot. El día 31 de enero de 2010, la banda ganó el Grammy a Mejor Álbum de Rock. En marzo de 2010, Billie Joe declaró que la banda ya grabó buena parte de su próximo trabajo, que podría ver la luz a finales de este año.