Zpočátku se kapela jmenovala Sunrise a vystupovala v klubech, na malých festivalech a soukromých večírcích. V roce 1998 se Samu Haber odstěhoval do Španělska, kde se kapele přestalo dařit. Po čtyřech letech se tedy vrátil do Finska, kapelu přejmenoval na nynější Sunrise Avenue a basový kytarista Sami Heinänen pro skupinu vytvořil logo ve stylu amerického značení ulic.

V roce 2002 z kapely odešel Jan Hohenthal, kterého vystřídal Janne Kärkkäinen. O čtyři roky poyději vyšlo debutové album s názvem On The Way To Wonderland, jehož největším hitem se stala píseň Fairytale Gone Bad. Kapela následně vyjela na tři vyprodaná evropská turné. V roce 2007 dokonce vystoupila na hlavním pódiu německého festivalu Rock Am Ring.

V témže roce kapelu opustil jejich hlavní kytarista Janne Kärkkäinen, který skupinu zažaloval, protože bez něj neměla právo vystupovat jako Sunrise Avenue. Kapela však nakonec tříletý soudní proces vyhrála.

V roce 2009 kapela nahrála své druhé album s názvem Popgasm. O rok později vyrazila na koncertní turné po Německu, Švýcarsku a Rakousku. Třetí deska nazvaná Out of Style vyšla v roce 2011 v 70 zemích celého světa. Nejprodávanějším a nejznámějším singlem alba se stala píseň Hollywood Hills, která kapele zajistila celosvětový úspěch.