1974年2月，第2次伊斯兰国家首脑会议召开时，周恩来总理向大会发了贺电。此后，中国总理多次向该组织首脑会议致电祝贺。1993年8月，由巴基斯坦外长阿卜杜尔·萨塔尔率领的伊斯兰会议组织部长级代表团访华。1994年11月，应中国伊斯兰教协会邀请，伊斯兰会议组织副秘书长穆罕默德·穆哈辛率团访华。1995年7月，由摩洛哥外交部多边关系合作司总司长本希马率领的伊斯兰会议组织代表团访华。
2005年7月，伊斯兰会议组织秘书长伊赫桑奥卢访华。这是该组织秘书长首次访华。2009年8月，伊斯兰会议组织秘书处代表团访华。2010年6月，伊斯兰会议组织秘书长伊赫桑奥卢访华，吴邦国委员长、杨洁篪外长、国家宗教局局长王作安分别会见伊，外交部副部长翟隽与伊会谈。双方发表了联合新闻公报，强调将共同努力，深化双方在政治、经贸、文化等领域的友好合作关系。12月，外交部副部长翟隽访问伊斯兰会议组织总部，同伊赫桑奥卢秘书长举行会谈，这是中国政府代表团首次访问伊斯兰会议组织总部。2012年1月，温家宝总理出访沙特期间在利雅得会见伊斯兰合作组织秘书长伊赫桑奥卢，双方就中国与伊斯兰世界关系、西亚北非地区局势及其他共同关心的问题交换了看法。2012年6月，伊斯兰合作组织秘书长伊赫桑奥卢来华参加首届“中国与伊斯兰文明研讨会”，期间全国政协主席贾庆林会见伊，外交部副部长翟隽与伊会谈。2013年9月，外交部长王毅在第68届联合国大会一般性辩论期间与伊斯兰合作组织秘书长伊亚德举行会谈。2015年2月，伊斯兰合作组织巴勒斯坦和耶路撒冷问题部长联络小组代表团访华。2015年4月，伊斯兰合作组织助理秘书长阿里姆访华并举行中国与伊斯兰合作组织首轮司局级磋商。2016年1月19日，习近平主席访问中东国家期间在利雅得会见伊斯兰合作组织秘书长伊亚德。2019年1月，外交部部长助理陈晓东同伊斯兰合作组织助理秘书长（时任秘书长顾问）杜拜伊在北京举行政治磋商，外交部副部长乐玉成会见。杜一行还赴新疆参访。2019年3月，在阿布扎比举行的伊斯兰合作组织外长理事会第46次会议通过决议，欢迎伊斯兰合作组织代表团访问中国，赞赏中国政府为关怀中国穆斯林所做的努力，并表示伊斯兰合作组织愿意进一步加强同中国的合作。2019年5月31日，习近平主席致电祝贺第14届伊斯兰合作组织首脑会议在麦加召开。2019年12月，伊斯兰合作组织助理秘书长杜拜伊及部分伊斯兰国家常驻伊斯兰合作组织代表访华，外交部部长助理陈晓东会见，代表团一行还赴新疆参访。2020年3月，伊斯兰合作组织秘书处发表声明，赞赏中国在抗击新冠肺炎疫情透明度和与各国交流信息方面所做努力，指出这将增加控制疫情的希望并减少其传播风险。2020年7月，中国外交部通过中国驻沙特使领馆向伊斯兰合作组织秘书处捐赠了一批抗疫物资。2020年11月，在尼亚美举行的伊斯兰合作组织外长理事会第47次会议通过决议，希望进一步加强同中国的合作。
2021年6月13 日，中国驻伊斯兰合作组织代表陈伟庆（中国驻沙特大使）向伊斯兰合作组织秘书长欧赛敏递交任命书，这是中国首次任命驻伊斯兰合作组织代表。2021年6月14日，中国外交部同伊斯兰合作组织下属伊斯兰开发银行签署了关于援助伊开行成员国抗疫公共卫生实验室的协议。
2021年11月，OIC新任秘书长塔哈就职，王毅国务委员兼外长向塔哈致贺电。2022年1月27日，外交部副部长邓励同伊斯兰合作组织政治事务助理秘书长杜拜伊举行视频政治磋商。2022年3月22日，国务委员兼外长王毅应邀出席伊斯兰合作组织外长会开幕式并发表致辞，并会见该组织秘书长塔哈。王毅表示，中国外长首次出席伊斯兰合作组织外长会，充分体现了中国和伊斯兰世界加强交流合作的真诚愿望，必将推动双方关系迈上新台阶。中伊双方始终坚持互尊互信、坚持团结互助、坚持互学互鉴。中方愿同伊方一道，做团结协作的伙伴、做发展振兴的伙伴、做安全稳定的伙伴、做文明互鉴的伙伴。
2022年9月28日，外交部同伊斯兰合作组织秘书处签署关于援助伊合组织非洲成员国加强卫生体系建设有关合作协议。
