上海旅游节花车巡游于1990年开始创办，早期的旅游花车在上海著名地标处停留展示，这是当时国内较早的节庆旅游形式。2000年起，花车设计制作开始力求以深远寓意、全新创意以及多彩灯光来表现参展单位形象。云南省旅游局选送的花车金色南国，表达云南人民在中央西部大开发战略中积极奋进，以崭新的姿态迎接五湖四海宾客；嘉善西塘水乡的彩车以其简朴独特的廊棚造型；苏州乐园的花车以乐园吉祥物狮子苏迪为整体形象，象征苏州乐园与四海朋友携手奔向新世纪；上海移动的花车犹如一个巨大花篮，象征现代通讯技术在未来世纪中的飞速发展和广泛运用。当年，花车除了开幕大巡游当晚的重头戏亮相之外，历时一个月的旅游节期间在外滩、南京路、淮海路、徐家汇、四川路、浦东新区张扬路、东方路等繁华路段行驶。同时，花车长龙将驶入居民小区，使寻常百姓能够不出家门直接地观赏精彩的彩车展演，使旅游节更贴近广大市民。此外，来自海内外的游客和广大市民可以在旅游节前两周内在上海不夜城、鲁迅公园以及国庆期间在浦东世纪公园等旅游节主题园区一睹彩车的风采。
2001年，来自江南名镇乌镇、西塘、同里和朱家角花车演绎的水乡风情，以及来自江苏常州恐龙园、浙江横店影视城、中国第一竹乡安吉花车独有的风韵；独具风土民情、山清水秀的云南、桂林的20辆花车从远道驶来，共同汇聚在上海，满载旅游特色的花车在上海商业街、市中心及郊县十大露天广场进行展示演出，市民游客领略到这一流动旅游展台的多姿多彩。 同年，上海旅游节组委会邀请英国诺丁山狂欢节组委会专家及上海工艺美术界知名人士组成评委团，共同评选花车创意奖和制作奖等多个专业奖项；增设观众投票环节，市民可以通过报纸、网络等方式选出“最受观众欢迎奖”。
作为主办单位的上海旅游节组委会办公室，积极借鉴国外节庆盛典创办的经验，例如美国帕萨迪纳市玫瑰花车大游行，香港新春花车巡游，悉尼新春花车巡游等，花车造型不断完善，表达主题与时俱进。结合上海旅游节以“人民大众的节日”为定位，以“四季上海欢迎你”为主题，花车巡游于每年9月中旬旅游节期间举行；
2002年，已有来自澳大利亚、法国、希腊、瑞士、巴西、日本、韩国、泰国、马来西亚和澳门等10多个国家和地区的政府机构和企业积极报名 ，给上海市民及国内外游客带来了海派文化的视觉盛宴。自2002年起，上海国际旅行社、中国移动、大众国旅、光明集团、中国银联等众多知名品牌开始冠名赞助上海旅游节花车巡游。同年，上海旅游节花车巡游花车巡游暨评比大奖赛创办，花车开幕大巡游初步形成，每年开幕巡游地点固定在著名的商业街淮海路上拉开帷幕。2003年，有14辆花车是首次参加巡游，有13辆为上海本地花车，花车巡游的吸引力正在逐渐增强。2004年，花车规模达到了历史之最的24辆，设计造型上有了长足的跨越，先后加入内透光、LED照明技术、动感升降装置、绿色环保节能、音响效果等技术手段，使花车在夜间巡游的效果非常明显。当年，上海旅游节花车巡游活动已成为国内富有特色的旅游节庆活动之一，并在每年9月的上海旅游节开幕大巡游晚上亮相展示。
2005年，国内节庆旅游迅速发展，花车巡游活动备受关注，境外花车数量迅速增加，表演人员开始跟随到各区展示，引入丰富多彩的花车互动体验；2006年国庆期间，花车来到上海F1赛场展示并随后停放在世纪公园供市民游客观赏；2007年境外花车数目首超境内，花车上表演人员开始用舞蹈及演奏取代挥手致意，贴近市民游客距离；2008年，花车巡游范围扩大，巡游队伍开始走近长三角旅游地，例如浙江省湖州市、江苏省苏州市 、江苏省常熟市 ；浙江省嘉善县 ；2009年，花车以动感为主，配上优质的音响效果，充分展示上海这座城市的活力；
2010年，上海旅游节花车巡游队伍走进上海世博会园区内，巡游盛况受到了当时国内外媒体记者的争相报道；2011年，上海旅游节花车巡游的主题围绕“城市的庆典”展开，在主题构思方面所选主题增加了思想性、艺术性、趣味性为一体，既反映精神面貌，又反映国家、地区文化、民俗风情及民间艺术等。2012年，花车巡游围绕“欢乐健康游”的主题展开；2013年，花车巡游组委会以长三角地区旅游目的地为主线，花车招展走向市场化趋势，面向国内外的旅游企业、品牌、景点等，将展商旅游特色及形象展现给上海市民与海内外游客。2014年，上海旅游节花车巡游活动首次吸引到上海著名旅游景点上海迪士尼乐园、上海欢乐谷参展，围绕“智慧旅游”为主题，带动了国内节庆旅游发展，推进了长三角及周边地区旅游资源共享与合作，推动了长三角旅游一体化。2015年上海旅游节花车巡游活动将在国家旅游局“丝绸之路旅游年”大背景下，融入“一带一路”战略，进一步推广节庆旅游市场。
上海旅游节花车巡游是由上海市人民政府支持，上海市旅游局推广并主办的，极具城市影响力的大型节庆旅游活动。经过数十年的变迁，绚丽多彩的目的地旅游花车元素与时俱进，灯光造型效果显著，驶入上海各区县及长三角主要街道展示，逐步成为四季上海家喻户晓的节庆品牌。