En 2003, Yamaha annonce le développement d'un programme nommé Vocaloid, exploitant la technologie de synthèse vocale appliquée à la musique. Le logiciel permettait à l'utilisateur de synthétiser une chanson en entrant les paroles au clavier de l'ordinateur et l'air de la chanson au clavier d'un synthétiseur, auxquelles il pouvait joindre une mélodie ; ce programme sortit en 2004 et les années suivantes, avec pour chaque extension de nouvelles mascottes nommées MEIKO et KAITO pour le Japon; Leon, Lola et Miriam pour la version anglaise.

Miku Hatsune a été commercialisé le 31 août 2007, par la société Crypton Futur Média pour Vocaloid 2. Elle a 16 ans, pèse 42 kg et mesure 1,58 m. Son objet totem est le negi (un poireau) et sa couleur est le turquoise (ou vert selon les Kagamine). Son costume est inspiré des synthétiseurs DX de Yamaha (les boutons et algorithmes du DX100 étant reproduits sur ses deux manches)1. Miku signifie « futur », hatsu « premier », et ne « son », son nom signifie donc « premier son du futur ».

Les vidéos et les chansons utilisant la voix de Miku se multiplient sur Internet.

Le 2 juin 2009 est sorti au Japon Hatsune Miku: Project DIVA, jeu de rythme du type Beatmania, sur PSP dont Miku Hatsune est le personnage principal. Un deuxième opus est sorti en 2010 sur la même console ainsi qu'une version arcade la même année. Le 8 mars 2012 est sorti au Japon Hatsune Miku and Future Stars: Project Mirai sur Nintendo 3DS, la différence entre Project DIVA est que Miku et ses amies sont en apparence Nendoroid-Petit. Une version pour la PSVita est sortie sous le nom de Hatsune Miku: Project Diva F. En Août 2013, Hatsune Miku: Project Diva F sur Play Station 3 va sortir en Amérique du Nord et en Europe, une première pour les jeux Vocaloid 5.

Une extension nommée Miku append est sortie le 30 avril 2010, des nouvelles voix sont ajoutées et l'audition de la voix est plus proche de la voix humaine. Cette extension comporte : Dark, Light, Vivid, Solid, Sweet et Soft.