エアアジアXの歴史は、マレーシア航空経営再建の為、マレーシア航空が所有していたローカル約100路線がエアアジアに移管されたことに始まる。
コタキナバルのサラワク州及びサバ州のローカル路線の委託先として、フライアジアンエクスプレスを設立。設立当時は約40路線を運航していた。
2007年にトニー・フェルナンデス(エアアジアCEO)が、同社の運航する路線をファイアフライへ移管させる提案をした。そのため、フライ・アジアン・エクスプレスは全ての運航を終了した。
2007年10月マスウィングス(マレーシア航空子会社)が全ての路線を引き継ぐ。その際、AirAsia X へと社名を変更し、長距離路線のクアラルンプール-ゴールドコースト間に就航した。
2008年に杭州へ就航。2008年10月に新機材導入し、オーストラリアの就航都市を増加させた。
2010年12月に日本初就航となる、羽田-クアラルンプール線就航。2011年11月に日本への2番目就航となる、関空-クアラルンプールへ就航した。その後名古屋(中部セントレア)、成田にも就航したが、共に現在は運休となっている。今後は福岡-クアラルンプールへの就航も計画されている。また、2017年6月28日より関空-ホノルル線が週4便で就航を開始した。日本からハワイへの直行便はLCCとして初めてのことである。