En medio del convulso contexto posterior a sus respectivos procesos de independencia, las relaciones entre México y Bolivia iniciaron en 1831, cuando se envió el primer embajador concurrente mexicano a aquella nación, aunque la sede diplomática se basó en Buenos Aires. Los esfuerzos por establecer lazos diplomáticos se cristalizaron en 1867.

Pero fue hasta 1902, cuando se inauguró el primer consulado mexicano en La Paz y, en 1934, Bolivia abrió su primera misión diplomática en la Ciudad de México. Pasaron cinco años más para que en 1939 ambas sedes fueran elevadas a embajadas. A partir de entonces las relaciones diplomáticas fueron estables, y fue hasta la llegada de dictaduras militares (1964-1982) a ese país que se tornaron tensas y complicadas. Diversas fuentes señalan que en esos años, México brindó asilo a 260 ciudadanos bolivianos, al igual que lo hizo con personas de otras naciones de Sudamérica que enfrentaron regímenes militares.

El gobierno del militar René Barrientos –quien dio un golpe de Estado en noviembre de 1964 y dos años después dispuso de todos los recursos para frenar la guerrilla en la que participaba el Che– acusó a Arguedas Mendieta por la venta de secretos de Estado, por lo que en julio de 1969 éste solicitó asilo en la embajada mexicana, donde permaneció hasta mayo de 1970, cuando se le otorgó el salvoconducto para salir hacia México.

El primer mandatario mexicano en realizar una visita oficial a la nación andina fue Carlos Salinas de Gortari, en 1990.

En 1994, los presidentes Salinas de Gortari, por México, y Gonzalo Sánchez de Lozada, por Bolivia, firmaron un tratado de libre comercio, acuerdo que fue cancelado por Evo Morales en 2010. Pese a ello, las relaciones con el gobierno de Morales fueron cordiales.

Con la llegada de Andrés Manuel López Obrador a la presidencia de México, la relación se volvió más cercana. Al verse obligado a renunciar por la crisis en Bolivia tras el proceso electoral en el que resultó ganador, el gobierno mexicano ofreció asilo a Morales Ayma y a varios funcionarios de su gobierno.