Gli Iron Butterfly si formarono a San Diego nel 1966. Della formazione facevano parte il tastieristaDoug Ingle, il bassistaJerry Penrod, il batteristaRon Bushy, il chitarristaDanny Weis e il cantanteDarryl DeLoach. Alla fine del 1966 si spostarono a Los Angeles dove suonarono in alcuni locali fra i quali il Whisky a Go Go. L'anno seguente, con il loro primo album registrarono un buon successo ottenuto anche grazie alla popolarità acquisita come gruppo di apertura in alcuni concerti dei Doors e dei Jefferson Airplane[3]. Tuttavia gran parte dei membri del gruppo (eccetto Bushy e Ingle) abbandonò la band nel 1967, alla fine delle registrazioni dell'album Heavy, che sarebbe stato pubblicato nel 1968 (riscuotendo comunque ottime recensioni da parte della critica) quando avevano già fatto il loro ingresso nella band il bassista Lee Dorman e il chitarrista Erik Brann, allora diciassettenne, molto più giovane rispetto agli altri membri del gruppo.
Con questa nuova formazione gli Iron Butterfly incisero l'album intitolato In-A-Gadda-Da-Vida che inizialmente suscitò polemiche da parte dei discografici poiché la traccia omonima – che avrebbe occupato l'intero lato B dell'album – con i suoi 17:03 minuti sarebbe stata troppo lunga; la band fu costretta quindi a registrarne una versione priva di assolo. Dopo che il disco raggiunse un grande successo entrando anche nella Top 10, fu permesso al gruppo di inserire l'intero pezzo nell'LP. Nel 1969 il gruppo pubblicò il suo terzo album, Ball, che riscosse un successo minore rispetto al precedente.
L'anno seguente il gruppo vide l'abbandono del chitarrista Erik Brann, ma pubblicò comunque l'album Metamorphosis, con Larry "Rhino" Reinhardt e Mike Pinera alle chitarre. L'album si rivelò un insuccesso, dato che riuscì soltanto ad assicurarsi uno dei posti più bassi della Top 20 nazionale, e nel 1971 la band si sciolse per la prima volta.
Gli Iron Butterfly si riformarono nel 1974 a opera di due dei membri della precedente formazione, Brann e Bushy. Come bassista fu ingaggiato Philip Taylor Kramer mentre come tastierista venne assunto Howard Reitzes (sostituito successivamente da Bill DeMartinez). La band incise due album (Scorching Beauty e Sun and Steel) prima di risciogliersi nel 1976. Due anni dopo fallì dopo alcuni mesi il tentativo di riunire la band dato il fatto che fu trovato morto nella sua stanza d'albergo il bassista Keith Ellis, assunto all'interno del gruppo per l'occasione.
In seguito il gruppo si riformò nel 1988, per sciogliersi nel 1993, e infine si riunì per una seconda volta nel 1998 per mano di Dorman e Bushy.
Nel 2011 gli Iron Butterfly annunciarono che stavano lavorando a un nuovo album ma del progetto non si ebbe più notizia[4]. L'ex chitarrista Larry "Rhino" Reinhardt è morto il 2 gennaio 2012 mentre il 21 dicembre 2012 venne a mancare il bassista Lee Dorman. Il gruppo si scioglie ancora una volta nel 2012 e dal 2014 il gruppo aveva pianificato un'altra possibile reunion in futuro.
Il bassista fondatore del gruppo Greg Willis è deceduto l'11 novembre 2016. L'ex tastierista Larry Rust è morto il 25 novembre 2016.
Il gruppo (rivelando la notizia sul sito web ufficiale degli Iron Butterfly) si riunisce ancora una volta nel 2020 con la seguente formazione: Eric Barnett (chitarra, voce), Dave Meros (basso, voce), Bernie Pershey (batteria, percussioni), Martin Gerschwitz (tastiere, voce), con ospiti occasionali o musicisti come Ron Bushy (batteria, percussioni), Ray Weston (batteria, percussioni) e Michael Thomas Franklin (tastiere).
Nel 2021, poco dopo la scomparsa del batterista Ron Bushy, il gruppo (ad un anno dalla reunion), ufficializza lo scioglimento definitivo. Il 24 maggio 2024 è morto Doug Ingle, fondatore del gruppo, che è stato l'ultimo membro superstite della classica formazione degli Iron Butterfly. Ingle è stato il principale autore dell'album In-A-Gadda-Da-Vida.
^Biography, su ironbutterfly.com, The Official Iron Butterfly Website. URL consultato l'11 agosto 2011 (archiviato dall'url originale il 25 febbraio 2012).