Идея основать группу Nightwish пришла в голову Туомасу Холопайнену после ночи, проведённой у походного костра с друзьями. Группа образовалась вскоре после этого, в июле 1996 года. Холопайнен пригласил вокалисткой свою знакомую Тарью Турунен, окончившую академию Яна Сибелиуса по классу академического вокала. Третьим к группе присоединился гитарист Эрно «Эмппу» Вуоринен.
Первоначально их стиль был основан на экспериментах Туомаса с клавишными, акустической гитарой и оперным вокалом Тарьи. С октября по декабрь 1996 года трое музыкантов записали акустический демо-альбом. В альбом вошли три композиции — «Nightwish», «The Forever Moments» и «Etiäinen» («Лесной дух»), название первой из которых определило название группы.
В 1997 году к Nightwish присоединился барабанщик Юкка Невалайнен. Музыканты занялись доработкой своего первого альбома, и эти песни вошли в их первый официальный альбом «Angels fall first». Этот альбом известен тем, что только в нем можно услышать вокал Туомаса Холопайнена, а также отмечают, что стиль альбома сильно отличается от дальнейших работ группы. Первый концерт Nightwish прошел в их родном городе в канун нового 1998 года.
В 1998 году к группе присоединился бас-гитарист Сами Вянска – старый друг Туомаса. Весной этого же года был снят первый клип группы на песню «The Carpenter». В течение лета музыканты записали песни для нового альбома, и к октябрю он был готов. 13 ноября Nightwish выступили с концертом в Китее. А 7 декабря был выпущен уже новый альбом «Oceanborn», который достиг удивительного успеха. Этот альбом достиг пятого места в финском чарте, а песня «Sacrament of Wilderness» оставалась на первом месте в списке лучших синглов в течение недели. Очевидно, что «Oceanborn» отличался от предыдущего альбома и по содержанию текстов, и по технике исполнения. Кроме того, в его записи принял участие Тапио Вильска из группы Finntrol.
Альбом «Wishmaster» был выпущен в мае 2000 года, и сразу же занял первой место в чарте альбомов. За три недели он получил статус Золотого диска, а затем в журнале «Rock Hard» был признан альбомом месяца.
Nightwish начала мировое турне с альбомом «Wishmaster» в Китее, а продолжила затем в Южной Америке и Европе. Этот трехнедельный тур стал одним из главных опытов для группы. Весной 2001 года Nightwish приступили к записи нового альбома, куда вошла новая версия известной композиции Гэри Мура «Over the hills and far away», а также еще пара песен плюс ремейк их сингла «Astral Romance» из альбома «Angels fall first».
Вскоре после выхода альбома бас-гитарист Сами Вянскя покинул Nightwish, ему на смену пришел Марко Хиетала, который до этого играл в группе Sinergy. Кроме того, помимо игры на бас-гитаре, Марко также способен петь. Его вокал отличается силой и мощностью, также параллельно с Nightwish марко выступает с группой Tarot. Но манера исполнения вокала в этих двух группах сильно отличается.
Летом 2001 года группа впервые посетила Россию и дала два концерта: в Санкт-Петербурге и Москве.
Новый альбом «Once» вышел в июне 2004 года, куда вошел известный сингл «Nemo». В записи большинства песен принял участие Лондонский оркестр. Тогда же Nightwish выпустили известную всем композицию «Wish I had an angel» - она появилась как саундтрек к фильму «Один в темноте». Альбом «Once» имел большой успех, что позволило группе отправиться с ним в турне, в течение которого Nightwish выступили на открытии Всемирного Чемпионата по атлетики 2005 в городе Хельсинки.
После успешного мирового турне, которое закончилось записью очередного концертного DVD «End of an Era», участники группы решили отказаться от сотрудничества с Тарьей Турунен. Причиной разногласий послужило нежелание Тарьи участвовать в жизни группы, ее презрительное отношение к поклонникам, а также ее коммерческие интересы – все это отвратило певицу от Nightwish. Все обвинения музыканты изложили в письме, которое Туомас Холопайнен передал Тарье по окончании турне в Хельсинки. Опубликованное письмо можно увидеть на сайте группы.
В 2006 году Nightwish начали запись нового, шестого по счету альбома. На замену Тарье после долгого и тщательного отбора кандидаток была выбрана Анетт Ользон. Манера и стиль исполнения Анетт очень отличался от того, какой привыкли слышать у Nightwish. И весной 2007 года группа представила релиз своих новых песен, которые затем вошли в альбом «Dark Passion Play». Марко Хиеталла исполняет большую часть вокала в композициях «The Islander», «While your lips are still red», «Bye-bye beautiful» и других, в некоторых из них он исполняет только партию бэк-вокала, в других поет в припеве.
Уход Тарьи из Nightwish изменил образ группы, что не преминули отметить многие журналы, например «Kerrang». Благодаря привлечению музыкантов из оркестра и исполнению сольных партий в композициях привело к тому, что стиль Nightwish определяют теперь не иначе как симфо-метал.
24 мая 2007 года 35-летняя Анетт Ользон из шведского Катринехольма была представлена как замена Турунен.
13 июня Nightwish представили название своего нового альбома Dark Passion Play, иллюстрации обложки на своём сайте вместе с названием и обложкой своего второго сингла «Amaranth». Второй сингл с нового альбома «Amaranth» вышел в Финляндии 22 августа, приблизительно за месяц до альбома и получил золотой статус менее чем за два дня продаж.
В 2012 году начался мировой тур в поддержку альбома. Первый концерт прошёл 21 января в театре Гибсон в Юнивёрсал Сити (г. Лос-Анджелес, США). Специальным гостем на концерте стала группа Amorphis. 1 октября 2012 года на официальном сайте Nightwish было опубликовано заявление, согласно которому Анетт Ользон ушла из группы. До завершения Imaginaerum-тура коллектив намерен сотрудничать с нидерландской вокалисткой Флор Янсен.