Die Hamburger Hochbahn wurde am 27. Mai 1911 in Form einer Aktiengesellschaft als Konsortium zwischen Siemens & Halske und AEG gegründet. Sie ist seit 1912 privater Betreiber der damals neu erbauten Hochbahn, erster Aufsichtsratsvorsitzender war Albert Ballin. Die Stadt Hamburg verpachtete die Bahnanlagen an das Unternehmen, das nach privatwirtschaftlichen Grundsätzen geführt wurde. Die erste Hochbahnstrecke wurde 1912 mit der Ringlinie, der heutigen U-Bahn-Linie U3, in Betrieb genommen.

Die HHA übernahm 1918/19 die Strassen-Eisenbahn-Gesellschaft in Hamburg (SEGH), 1923 die Hamburg-Altonaer Centralbahn (HAC) und 1924 die Elektrische Kleinbahn Alt-Rahlstedt – Volksdorf – Wohldorf (EKV).

Am 1. April 1919 übernahm die Gesellschaft den Betrieb der Alsterschiffe von der Alsterdampfschiffahrts-GmbH. Von 1924 bis 1935 übertrug sie den technischen Betrieb jedoch an  Lütgens & Reimers. 1977 erfolgte die Gründung der ATG Alster-Touristik mit einer Neuausrichtung auf Ausflugs-, Rundfahrt- und Touristikangebote auf der Außen- und Binnenalster.

Viele Jahre war die Hochbahn an der Börse gelistet und zahlte außenstehenden Aktionären eine Garantiedividende. Nach der Änderung des Aktiengesetzes mit vereinfachten Möglichkeiten eines Squeeze-out wurden 2003 alle freien Aktionäre abgefunden, so dass sich die Anteile heute komplett im Besitz der Hamburger Gesellschaft für Vermögens- und Beteiligungsmanagement befinden.