بدأ بناؤه في إمارة دبي بالإمارات العربية المتحدة في 6 يناير 2004، واكتمل الهيكل الخارجي له بعد خمس سنوات (في الأول من أكتوبر عام 2009)، وافتُتح في 4 يناير 2010م كجزء من مشروع جديد اُطلق عليه آنذاك تطوير وسط مدينة دبي. يستند قرار تشييد المبنى إلى قرار الحكومة بالتنويع من موارد الاقتصاد القائم على النفط ولكي تكون مدينة دبي وجهة سياحية عالمية. سمي المبنى في الأصل ببرج دبي ولكن تم تغيير اسمه تكريماً لحاكم أبو ظبي ورئيس دولة الإمارات العربية المتحدة الشيخ خليفة بن زايد آل نهيان عندما أقرضت أبوظبي وحكومة دولة الإمارات دبي أموالاً لسداد ديونها. حطم المبنى العديد من الأرقام القياسية، بما في ذلك تصنيفه كأطول مبنى في العالم.

قام بتصميم برج خليفة المهندس المعماري أدريان سميث (من شركة سكيدموري، أوينغس وميريل) وهي نفس الشركة التي صممت برج ويليس ومركز التجارة العالمي. تم اختيار شركة هايدر للاستشارات لكي تشرف على الأعمال الهندسية ومجموعة شركات نورر الاستشارية الدولية المحدودة للإشراف على الهندسة المعمارية. التصميم مستمد من العمارة الإسلامية كما هو الحال في جامع سامراء الكبير.

صممت الأرضية على شكل حرف Y من أجل الاستفادة المثلى من المساحة للأغراض السكنية والفندقية. حيث استخدم قلب مركزي وأجنحة مدعمة لدعم ارتفاع المبنى. وبالرغم من أن تصميم هذه الأرضية مشتق من برج سامسونج 3 ، إلا أن القلب المركزي لبرج خليفة يضم جميع وسائل النقل الرأسية باستثناء سلالم الخروج داخل كل جناح.

يتميز هيكل البرج الخارجي أيضًا بأنه مغطى بمادة تتحمل درجات حرارة الصيف الحار في دبي. يحتوي البرج على إجمالي 57 مصعدًا و 8 سلالم متحركة.

في مرحلة معينة من عملية البناء المعمارية والهندسية، واجه مطورو شركة إعمار مشاكل مالية واحتاجوا إلى المزيد من الأموال والتمويل. منح الشيخ خليفة حاكم دولة الإمارات العربية المتحدة مساعدات نقدية وتمويلات، مما أدى إلى تغيير الاسم إلى «برج خليفة». وقد أثبت مفهوم العوائد الربحية المستمد من بناء مشاريع سكنية عالية الكثافة ومراكز تسوق حول المعلم نجاحه. حققت مراكز التسوق والفنادق والوحدات السكنية المحيطة بالبرج في وسط مدينة دبي معظم الإيرادات من المشروع ككل، بينما حقق برج خليفة نفسه ربحًا ضئيلًا أو معدومًا.