La Zidovudine a été la première substance approuvée dans le traitement du Sida. Jerome Horwitz du Barbara Ann Karmanos Cancer Institute et du Wayne State University School of Medicine synthétisèrent les premières molécules d'AZT en 1964, dans la cadre d'un projet fédéral américain du National Institutes of Health (NIH). L'AZT était au début prévue pour pouvoir traiter le cancer, mais n’a pas montré d’efficacité et présentait des effets secondaires inacceptablement importants. W. Ostertag de l'Institut Max Planck en Allemagne montre en 1974 une activité contre un rétrovirus de la souris. La substance demeura inexploitée jusqu’en février 1985, où Samuel Broder, Hiroaki Mitsuya, et Robert Yarchoan, trois chercheurs du National Cancer Institute (NCI), en collaboration avec Janet Rideout et plusieurs autres chercheurs de Burroughs Wellcome (actuellement GlaxoSmithKline), ont commencé à travailler dessus comme traitement du Sida. Après avoir montré que cette substance avait une efficacité sur l’activité de la rétrotranscriptase du VIH in vitro, l’équipe conduisit le premier essai clinique qui put montrer que l’AZT augmentait le nombre de cellules CD4+ chez les malades du Sida.
Un essai randomisé avec placebo de l’AZT fut mené par Burroughs-Wellcome, essai de 24 semaines à raison de 1500 mg/jour qui montra que l’AZT pouvait prolonger l’espérance de vie des patients atteints du Sida permit à la firme de déposer un brevet sur l’AZT en 1985. La FDA approuva la substance pour être utilisée contre le VIH et le Sida le 20 mars 1987, puis comme traitement préventif en 1990. Le dosage initialement utilisé (2400 mg/jour en 6 doses) était déduit de l’étude in vitro de Mitsuya et al., qui indiquait que cette dose était nécessaire pour empêcher l’activité de rétrotranscription. Les traitements actuels utilisent des dosages plus faibles (par ex. 300 mg) à raisons de deux ou trois fois par jour. De nouvelles études montrant son efficacité dans le cadre d'un traitement précoce – patients asymptomatique avec une numération de CD4+ inférieure à 500 par mm³ de sang – et un bénéfice amélioration du pronostic vital vis à vis de sa toxicité positif, la monothérapie fut étendu aux patients asymtomatiques. Un des effets secondaires d'AZT inclut l'anémie, une plainte importante des patients lors de ces premiers essais. Cependant, l'indisponibilité à ce moment-là d'autre traitement du SIDA a imposé une autre évaluation du rapport de risque/avantage, les effets de l'infection par le VIH restant supérieur aux risques de toxicité du médicament au début des années 90.
Les monothérapies précoces à base d'AZT furent mises en cause en 1993 par l'essai franco-britannique Concorde. Cette étude basée sur une comparaison de deux choix thérapeutiques (traitement précoce ou non) sur une période relativement longue (3 ans) mit en doute l'efficacité et le bénéfice de l'administration précoce d'AZT en monothérapie.
Depuis 1996, l’AZT, comme d’autres antirétroviraux, est toujours utilisé en association avec d'autres molécules dans le cadre de trithérapie.
