绘梦动画成立于2013年，其前身为绘梦者新动画联盟，随后正式成立上海绘界文化传播有限公司，对外使用绘梦HAOLINERS动画品牌。长期以来，绘梦动画与哔哩哔哩、腾讯视频、腾讯动漫、爱奇艺、优酷、有妖气漫画、西山居以及CoMix Wave Films、拳头游戏（Riot Games）、网飞（Netflix）等企业保持着深度合作。
自2013年成立至今，绘梦动画制作了大量国产二维动画，代表作包括《凸变英雄BABA》《凸变英雄LEAF》《仙王的日常生活》《百妖谱》《狐妖小红娘》《一人之下》《灵契》《剑网3正剧先导片》《小绿和小蓝》《从前有座灵剑山》《我叫白小飞》《中国惊奇先生》《妖怪名单》《端脑》《撸时代》《馒头日记》等。
2015年，绘梦动画先后在韩国和日本成立分公司，布局海外市场，并汇聚了众多活跃于业界的创作人员。同年11月，日本绘梦株式会社与《虐杀器官》制作公司GENOSTUDIO达成合作。
2016年，绘梦动画开始涉足版权运营，参与日本制作委员会，组织IP在中日两国进行融资与运营，涉及项目有《人马少女的烦恼》《虫笼》《强番长是少女》《一课一练》等。2018年，绘梦动画的长篇动画《肆式青春》在中日同步上映。
2018年起，绘梦动画先后投资纸飞机动画、绘之刃动画、初色动画，正式进军三维动画领域。同时，还投资了铅元素、澜映画、逗卜止、韩国CMC、摔跤社、肆鳞动画等一系列动画制作团队及导演团队。此外，绘梦与哔哩哔哩成立合资公司——哆啦哔梦，专注于原创动画。目前，绘梦的投资版图已覆盖上海、北京、深圳、广州、重庆、东京、首尔等城市，旨在凝聚不同团队和动画人才，共同完成富有挑战性的项目。
2019年，拳头游戏与国内动画公司合作，绘梦动画联合旗下纸飞机动画、绘之刃动画推出CG短片《星之守护者：光与蚀》。2020年，拳头游戏再度与绘梦动画携手，联合纸飞机、摔跤社、韩国绘梦共同制作了英雄联盟CG动画《英雄联盟 - 乘风归》。