Nel 1987, due ragazzi quattordicenni (amici dal 1982) di Rodeo, una cittadina industriale californiana 15 miglia a nord di Berkeley, Billie Joe Armstrong e Michael Pritchard, che utilizza lo pseudonimo di Mike Dirnt, formano, con l'aggiunta di John Kiffmeyer, soprannominato Al Sobrante, alla batteria, una band, i Sweet Children, di cui diventano rispettivamente chitarrista cantante e bassista. Lo stesso anno i tre effettuano il primo show davanti ad una trentina di persone nel locale dove lavora la madre di Billie Joe, e lo stesso anno il gruppo rilascia un EP omonimo su Skene! Records, una label di Chicago.
Nel 1989 registrano indipendentemente un nuovo EP, 1000 Hours, e poco dopo vengono assoldati dalla Lookout!Records, una label locale, che ristampa l'EP. Due settimane prima del rilascio di 1000 Hours da parte della Lookout il gruppo informa Lawrence Livermore, fondatore e proprietario della label, che hanno cambiato il loro nome in Green Day, sia per inneggiare alla loro passione per la marijuana, sia perché un'altra band locale con un nome simile al loro, i Sweet Baby Jesus, ha cambiato il suo nome in Sweet Baby ed ha firmato un contratto con la Slash Records (sottocasa della major Warner Music). Il nuovo EP esce così nel 1989 sotto il nome di Green Day, venendo ben apprezzato dalla scena punk californiana, e viene seguito agli inizi del '90 dal primo album 39/Smooth, per la produzione del quale Livermore investe circa 600 dollari, e da un nuovo EP, Slappy, entrambi per la Lookout.
Lo stesso anno i brani di 1000 Hours, 39/Smooth, Slappy ed un pezzo contenuto in una compilation di Flipside (una delle più famose fan-zine punk) vengono riuniti per dare vita a 1039/Smoothed Out Slappy Hours (Lookout!Records). Il gruppo parte così per il primo tour nazionale, dopo il quale Al Sobrante decide di lasciare i Green Day per andare al college: viene sostituito dal suo "maestro" Frank Edwin Wright III, soprannominato Tré Cool qualche anno prima da Livermore (con cui suonava nei Lookouts). Nei mesi di maggio e settembre del '91 il gruppo registra con un budget di circa 1.000 dollari all'Art Of Ears Studio di San Francisco il nuovo album, Kerplunk, che viene rilasciato agli inizi del '92.
Con una distribuzione prevalentemente underground l'album ottiene comunque un ottimo successo all'interno della scena punk, arrivando a vendere 500.000 copie, e portando i Green Day alla conoscenza delle major. Firmano così un contratto quinquennale con la Reprise Records, una label sussidiaria della Time Warner Company, sotto la quale esce nella primavera del '94 Dookie. Grazie ai primi due singoli, Longview, il primo video della band ad essere passato su MTV, e Basket Case, che resta 5 settimane in testa alle classifiche rock americane, l'album diventa un hit. La partecipazione alla fine dell'estate a Woodstock '94 aiuta l'incremento di vendite di Dookie, che vince il Grammy '94 come migliore album alternativo. Quando all'inizio del 1995 esce il quarto singolo When I Came Around (che resta 7 settimane al primo posto nelle classifiche rock), l'album ha già venduto 5 milioni di copie solo negli Stati Uniti, 8 milioni in tutta l'America e 10 milioni nel mondo intero. Il singolo J.A.R., colonna sonora di "Angus" durante l'estate arriva al numero uno delle classifiche rock.
Lo stesso anno esce il successivo album, Insomniac (il nome sta ad indicare che Billie Joe ha scritto gran parte dei brani durante le notti insonni che il suo primo figlio, Joseph Marciano, neonato, gli ha provocato svegliandolo con i suoi pianti), che appena uscito entra al secondo posto della classifica statunitense e per la primavera '96 ha già venduto 2 milioni di copie, ma i cui singoli non riescono ad ottenere lo stesso successo di quelli di Dookie.
Sempre nella primavera '96 il gruppo, esausto dai continui impegni, cancella un tour europeo, dedicando il tempo liberatosi alla stesura di nuove canzoni per il nuovo lavoro, Nimrod, che esce nel tardo '97 e di cui nella sola prima settimana ne vengono vendute 80000 copie. Il brano Good Riddance (Time Of Your Life) viene utilizzato nell'ultima puntata di un famoso show americano, e aiuta così l'album a raggiungere le 2 milioni di copie vendute. Nel '98 partecipano alla colonna sonora di "Godzilla", l'anno seguente a quella di "Austin Powers: La Spia Che Ci Provava", e nel 2000 fanno da headliner al Vans Warped Tour, contribuendo fortemente a far sì che l'edizione di quell'anno diventi quella che ha ottenuto il maggiore numero di presenze (solo allo show di Toronto, in Canada, vengono contate 7.000 presenze in più della media degli anni precedenti). Il successivo album, Warning:, registrato allo studio 880 di Oakland, in California, esce tardi lo stesso anno (il primo singolo, Minority, dopo 4 settimane è già ai posti alti nelle classifiche) e nel 2001 il gruppo, oltre che partecipare alla colonna sonora di "American Pie 2", rilascia International Superhits!, una raccolta dei più grandi successi della band.
Nel 2004 esce American Idiot, che già dal titolo solleva non poche polemiche. Nonostante ciò, questo è anche il disco con cui il trio punk rock americano esce definitivamente dalla sezione "di nicchia" e entra di diritto nel giro del rock mainstream (da non intendersi in senso spregiativo): grandi arene e migliaia di fan prendono parte alle loro esibizioni dal vivo, che con il nuovo disco vedono aggiungersi l'epica Jesus of Suburbia e l'adrenalinica St. Jimmy. Il disco è molto differente dai loro precedenti lavori, avendo dei testi che si susseguono come capitoli di un'unica storia: è per questo che American Idiot viene considerato la prima rock opera dei Green Day.
Nel 2009, a cinque anni di distanza dal loro ultimo disco, esce 21st Century Breakdown. Il disco continua sulla scia del suo predecessore: ogni canzone costituisce un capitolo di una storia, in questo caso quella di Christian e Gloria, due ragazzi americani di Detroit nel periodo immediatamente successivo all'amministrazione Bush. Pur proseguendo nel solco della rock opera, lo sforzo compositivo di Billie Joe e dei Green Day risulta essere più compiuto e meglio finalizzato che nel disco precedente: da più parti viene riconosciuto come l'impatto emotivo del disco sia più forte di quello di American Idiot, forse per la quantità di sé stesso e della sua storia personale che il frontman del trio ha riversato nel disco.
