Строительство башни велось с 1963 по 1967. Изначально предполагалось построить стальную башню по типу мачты линии электропередач с далеко вынесенными горизонтальными консолями. Однако конструктор Никитин предложил иную, неожиданную конструкцию. Его башня - монолит, из предварительно напряженного бетона.
Строителям впервые предстояло поднять железобетонную конструкцию в заоблачную высоту. Силуэт башни представлялся Никитину в виде цветка лилии с прочным стеблем-стволом и четырьмя надежными лепестками-опорами, повернутыми вниз. Вес башни распределялся между бетонным стволом и основанием как 1 к 3. Ствол башни необходимо было сделать стойким, упругим и гибким. Но в то же время он не должен был раскачиваться от ветра более чем на метр. Естественно, основание должно быть очень крепким и надежным. Эта инженерная задача решалась за счет натянутых внутри ствола башни стальных канатов, стягивающих конус основания и стрелу ствола. Внешний вид башни разработал архитектор Л.И. Баталов (мастерская 7 Моспроекта) – четыре высокие арки прорезали конус основания башни, придавая ему известную легкость. На высоте двух третей башенного ствола предполагалось строительство первой площадки. Через 70 м ствол заканчивался куполообразным сводом, под которым размещались застекленные ярусы площадок обзора, службы связи и ресторан. Башню завершала ажурная стальная антенна, похожая на колос.
В проекте не было обычного для высотного сооружения фундамента глубокого заложения, всегда выступавшего в качестве противовеса наземной части любого сооружения. По меркам того времени он имел небольшую толщину – всего 3,5 м, поскольку в данном проекте функция фундамента переходила к конусообразной нижней части башни, расположенной на земле.
Эта необычная идея, благодаря которой натянутые стальные канаты заставляют четыре опоры башни намертво сцепляться с землей и таким образом удерживать мощный бетонный ствол, не сразу нашла понимание у строителей. Такой принцип не применялся даже в невысоких вертикальных строительных конструкциях. Хотя сбалансированное натяжение канатов так организует работу опор и связывает в единую систему всю конструкцию сооружения, что даже сильнейший ветер не способен значительно отклонить башню от равновесной вертикали.
Однако это интересное с точки зрения архитектуры решение в полной мере так и не удалось осуществить. В основании Останкинской башни число проемов увеличилось до десяти. Но хотя башня и стала более тяжеловесной, тем не менее не превратилась в бетонную воронку, как требовали эксперты.
27 сентября 1960 года в фундамент башни был заложен первый кубометр бетона. В 1966 году были натянуты канаты. А 12 февраля 1967 года начался подъем 23-тонного основания уникальной 148-метровой металлической антенны, которой заканчивается башня. 4 ноября 1967 года Государственная комиссия подписала акт о приемке 1-й очереди Останкинского общесоюзного телецентра им. 50-летия Октября.
В 1970 году конструктор Останкинской телебашни доктор технических наук Н.В. Никитин и возглавляемый им авторский коллектив были удостоены Ленинской премии.
Останкинская башня считалась гордостью советской архитектуры.
27 августа 2000 года в башне произошло возгорание, потушить пожар удалось только 28 августа.
Повреждения башни: из 150 канатов предварительно напряженной арматуры натянутыми остались 29, разрушено лифтовое хозяйство, повреждены системы электроснабжения, вентиляции, кондиционирования, тепло- и водоснабжения, связи и сигнализации.
