Первый проект башни на Шаболовке был разработан В. Г. Шуховым в 1919 году с расчётной высотой 350 метров. Из-за дефицита металла во время гражданской войны проектная разработка была реализована по второму проекту в виде конструкции высотой 148,3 метра. 14 марта 1920 года началось строительство радиобашни на Шаболовке. Работа по возведению конструкции неоднократно прерывалась из-за отсутствия материалов.

При подъёме четвёртой секции произошла авария. Из дневника В. Г. Шухова: «29 июня 1921 года. При подъёме четвертой секции третья сломалась. Четвёртая упала и повредила вторую и первую в семь часов вечера».

В начале марта 1922 года монтаж несущих конструкций был завершён. 19 марта 1922 года началась трансляция радиопередач с уникальной антенной башни.

Регулярные телевизионные трансляции (четыре раза в неделю) с Радиобашни Шухова начались 10 марта 1939 года. В этот день московский телецентр на Шаболовке передал в эфир документальный фильм об открытии XVIII съезда ВКП(б). В дальнейшем передачи велись 4 раза в неделю по 2 часа. Весной 1939 года в Москве передачи принимали более 100 телевизоров ТК-1. Долгие годы изображение Радиобашни Шухова являлось эмблемой советского телевидения и заставкой многих телепередач, включая знаменитый «Голубой огонёк»

В 1941 году башня подверглась суровому испытанию: почтовый самолёт из Киева в результате неисправности задел толстый трос, который был протянут под углом от вершины башни до земли. Там он был намотан на лебедку, установленную на бетонном основании. Трос остался после строительства башни, висел несколько лет, никому не мешал и никто им не пользовался. Самолёт крылом задел трос, лебедку вырвало из земли, башня получила сильный удар, а самолёт, получив серьёзные повреждения, упал во дворе жилого дома неподалеку. Проведённая экспертиза показала, что башня достойно выдержала удар и даже не нуждалась в ремонте

Радиобашня Шухова имеет изящную сетчатую конструкцию, благодаря чему достигается минимальная ветровая нагрузка, представляющая главную опасность для высоких сооружений. По форме секции башни — это однополостные гиперболоиды вращения, сделанные из прямых балок, упирающихся концами в кольцевые основания. Ажурная стальная конструкция сочетает в себе прочность и легкость: на единицу высоты Радиобашни Шухова израсходовано в три раза меньше металла, чем на единицу высоты Эйфелевой башни в Париже. Проект Радиобашни Шухова высотой 350 метров имел расчетную массу всего лишь 2200 тонн, а Эйфелева башня при высоте 324 метра весит более 10 000 тонн.