Walker, som har 27 kapsyler och spenderade åtta säsonger på Spurs, har tecknat ett femårigt avtal med City.
Affären, som kommer till £ 50m inklusive £ 5m add-ons, kan göra honom till den dyraste engelska spelaren någonsin.
"Jag är glad att vara signering för City och kan inte vänta med att komma igång," sade Walker. "Pep Guardiola är en av de mest respekterade cheferna i världen."
Walker, som gick Spurs från Sheffield United 2009 och gjorde 183 Premier League framträdanden, tillade: "Jag känner att han kan hjälpa mig att ta mitt spel till en ny nivå."
Den 27-årige, som kommer att bära den andra skjortan, förväntas resa med City på måndag för sin turné i USA.
City boss Guardiola släppte tre backs i slutet av förra säsongen, inklusive både högerhänta spelare - Pablo Zabaleta och Bacary Sagna.
Han missade undertecknandet av den fria agenten Dani Alves, med den brasilianska gå Paris St-Germain på onsdag.
Walker, vald i 2016-17 Premier League laget av året, är stadens tredje undertecknandet av sommaren, efter ankomsten av midfielder Bernardo Silva och målvakt Ederson Moraes.
Walker gjorde 31 liga startar under Mauricio Pochettino förra säsongen som Tottenham inspelade sin högsta topp-flight-finish sedan 1962-63 säsongen.
Den höger-tillbaka inspelade fem assist för Premier League löpare-up, den gemensamma mest för en försvarare i divisionen tillsammans med Bournemouth Adam Smith och Spurs lag-kamrat Kieran Trippier, som gjorde sex av sina 12 framträdanden från bänken.
Walker var också högt rankad bland chanserna skapade av försvarare och hans 75 dribbles försök var bara mindre än Cherries full-back Smith (87) och Watfords Jose Holebas (88).
Dagens presentatör Gary Lineker på Twitter:
Kyle Walker blir världens dyraste försvarare på 50 miljoner pund plus. Föreställ dig hur mycket han skulle kosta om han kunde korsa bollen.
Tidigare Spurs midfielder och Match of the Day pundit Jermaine Jenas på Twitter:
Jag tycker att det är bra affärer för City. Jag är förvånad att Spurs säljer till en direkt konkurrent.
Han har varit en stor del av varför Spurs har haft en av, eller det bästa försvaret i ligan i två år.
Detta innehåll fungerar inte på din enhet, kontrollera Javascript och cookies är aktiverade eller uppdatera din webbläsare
Detta innehåll fungerar inte på din enhet, kontrollera Javascript och cookies är aktiverade eller uppdatera din webbläsare
Premier League klubbars utgifter har redan överträffat £ 500m sedan slutet av förra säsongen, med Newcastle boss Rafael Benitez kallar denna sommars transfer fönster "lite galet".
"Varje Premier League klubb har nu mer pengar och är villiga att spendera det på spelare," säger Chris Stenson, en senior konsult från Deloittes idrottskoncern.
"Det är den rikaste ligan i världen och öka dess värde gör det mer attraktivt för sponsorer och kommersiella partners.
"Än så länge uppskattar vi att Premier League-klubbar har spenderat cirka 500 miljoner pund i överföringsfönstret, jämfört med 340 miljoner pund i motsvarande skede förra året."
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
Manchester City har slutfört undertecknandet av Tottenham och England rätt tillbaka Kyle Walker för en initial £ 45m.