Il est fondé le 1er septembre 1939 d'après une idée de Philippe Erlanger soumise à Jean Zay, ministre de l'Éducation nationale et des Beaux-arts du Front populaire, et Albert Sarraut, ministre de l'Intérieur. La première édition prévue, fixée au 1er septembre 1939, est annulée en raison de la déclaration de la Seconde Guerre mondiale.
Parallèlement à la sélection officielle du festival (films en et hors compétition), plusieurs sections sont créées au fil des ans dont la Quinzaine des réalisateurs, la Cinéfondation, la Semaine de la critique ou Un certain regard. Le Marché du film de Cannes attire 11 000 participants.
Le festival est à l'origine créé pour récompenser le meilleur film (grand prix), le meilleur réalisateur (prix de la mise en scène), le meilleur acteur et la meilleure actrice (prix d'interprétation masculine et prix d'interprétation féminine) de la compétition internationale. D'autres prix décernés par un jury de professionnels, d'artistes et d'intellectuels, apparaissent plus tard comme le prix du jury et surtout, récompense suprême, la Palme d'or qui remplace le grand prix en 1955.
Le Festival de Cannes fait partie des trois principaux festivals cinématographiques internationaux avec la Mostra de Venise et la Berlinale. Ces trois festivals reconnus pour leur prestige du point de vue de la critique cinématographique ont tendance à être opposés aux Oscars du cinéma américains.
Il est également désigné, localement, sous l'acronyme « FIF » (Festival international du film), notamment par les professionnels de l'hôtellerie.