La rivista fu lanciata in versione beta e con il nome PloS ONE il 20 dicembre 2006 all'interno del progetto Public Library of Science, nato per diffondere una filosofia di condivisione libera di tutti gli studi scientifici. Nell'agosto del 2008 la periodicità passò da settimanale a giornaliera, e nell'ottobre dello stesso anno fu chiusa la fase beta. Nel 2012 vennero aggiornati il logo e la veste grafica delle pubblicazioni, assegnando un colore distintivo per ogni disciplina di base; per PLOS ONE venne scelto l'arancione.