Elle est basée sur le format à succès Pop Idol et produite par FremantleMedia et 19TV Ltd.
Le 31 août 2010, Bibiane Godfroid, la directrice des programmes de M6 a annoncé que Nouvelle Star allait marquer une pause après huit saisons à la suite d'une érosion des audiences. L'émission n'a pas été reconduite au printemps 2011, remplacée par le télé-crochet X Factor, dont la première saison avait été diffusée sur sa petite sœur W9 à la rentrée 2009. Bibiane Godfroid a cependant précisé qu'M6 ne se séparait pas du concept Nouvelle Star, car l'émission avait encore un potentiel, mais selon les audiences que réaliserait X Factor sur M6, une alternance serait par la suite possible avec Nouvelle Star. À la suite de l'échec de X Factor, Bibiane Godfroid annonce le 4 juillet 2012 que Nouvelle Star ne reviendra pas non plus sur M6.
En décembre 2012, l'émission fait son retour sur D8, après le rachat des droits de l'émission par le Groupe Canal+. Après cette première saison sur D8, la chaîne et la production signent pour deux saisons supplémentaires. La douzième saison (quatrième sur D8) est diffusée en 2016, présentée par Laurie Cholewa.
Une seconde émission, Nouvelle Star, ça continue... est diffusée après chaque prime-time, sur Fun TV de 2003 à 2005, puis sur W9 de 2006 à 2009, sur M6 en 2010, sur D8 en 2013 et 2014. Lors des saisons 11 et 12 (2015 et 2016), elle est diffusée sur le site internet de D8 puis est de retour sur M6 en 2017.