מאז התחדשותם של היחסים הדיפלומטיים בין ישראל לצ'כוסלובקיה בפברואר 1990, היחסים ההדדיים נהיו הדוקים מאוד ושיתוף הפעולה הכלכלי נמצא במגמת עלייה. צ'כיה היא אחת מבנות הברית החזקות ביותר של ישראל באיחוד האירופי
תומאש גאריג מסריק היה הנשיא הראשון שביקר את הישוב היהודי בארץ ישראל המנדטורית כבר בשנת 1927. זמן קצר לאחר הקמתה בשנת 1918, הייתה צ'כוסלובקיה אחת המדינות הבודדות שהכירו רשמית בלאום היהודי, אשר נבעה לא רק מיוזמתו האישית של הנשיא מסריק, אלא גם מיחסה של תנועת ההשכלה הצ'כית שהתבססה על חוויותיה שלה מהמאבקים להכרה לאומית. היא הזדהתה עם מאמצי היהודים לממש את חזונם לבית לאומי בארץ ישראל. על התמיכה מעיד גם קיום קונגרסים של ההסתדרות הציונית העולמית בשנים 1921 ו-1923 בקרלובי וארי וב-1933 בפראג.
לאחר מלחמת העולם השנייה, צ'כוסלובקיה תמכה באופן פעיל בהקמת ישראל. ב-1947 היה לה נציג בוועדה המיוחדת של האו"ם לארץ-ישראל, שהמליצה על חלוקת ארץ-ישראל המנדטורית למדינה יהודית וערבית. מינואר 1948 צ'כוסלובקיה הייתה מיוצגת גם בוועדה למען ארץ ישראל, שפיקחה על תוכנית החלוקה. מדינת ישראל הוכרזה ב-14 במאי 1948, וממשלת צ'כוסלובקיה הכירה בה כעבור חמישה ימים. ביולי 1948 כוננו יחסים דיפלומטיים בין שתי המדינות.
בימים הראשונים לקיומה של המדינה החדשה סיפקה צ'כוסלובקיה ציוד סיוע לישראל, למרות האמברגו של האו"ם על ייבוא נשק למזרח התיכון. משלוח הנשק הראשון הגיע לישראל כבר בינואר 1948. עד נובמבר 1948 הגיעו לישראל 80 מטוסי סיוע. צ'כוסלובקיה העניקה הכשרה בשטחה לכ-200 מומחים, טייסים וצנחנים ישראלים.
במאי 1949 הגיע שר החוץ משה שרת לפראג, ובמארס 1950 נחתם הסכם כלכלי הדדי, הסכם הסחר הראשון אי פעם של ישראל עם מדינה זרה. לאחר גל האנטישמיות בצ'כוסלובקיה בין 1952 ל-1953, נאלץ שגריר ישראל דאז, אריה קובובי, לעזוב את צ'כוסלובקיה. רק הנציג המורשה נשאר בצ'כוסלובקיה עד 1967. כל הקשרים בין ישראל לצ'כוסלובקיה נותקו ביוזמת הצד הצ'כוסלובקי ביוני 1967 לאחר מלחמת ששת הימים.
עם תחילת המלחמה הקרה, היחסים ההדדיים החלו להתקרר. עד 1989, צ'כוסלובקיה, כמדינה היחידה מלבד ברית המועצות, לא אפשרה לאזרחים ישראלים להיכנס לשטחה. היוצא מן הכלל היה הגעתה של נבחרת ישראל בטניס בשנת 1987. הקשרים הכלכליים החלו להתחדש במחצית השנייה של שנות ה-80. היחסים הדיפלומטיים ברמת השגרירות הוחדשו ב-9 בפברואר 1990 במהלך ביקורו של שר החוץ הישראלי משה ארנס בצ'כוסלובקיה. בכך החל עידן חדש של שיתוף פעולה מקיף. הנשיא ואצלב האוול, כנציג העליון הראשון של מדינות מרכז ומזרח אירופה, ערך ביקור רשמי בישראל באפריל 1990. נשיא ישראל חיים הרצוג הגיע לביקור לצ'כוסלובקיה באוקטובר 1991.
היחסים הדיפלומטיים עם צ'כיה כוננו באופן רשמי בתאריך 1 בינואר 1993, יום הופרדותה של צ'כוסלובקיה לשתי מדינות – צ'כיה וסלובקיה.
כיום, צ'כיה היא אחת מבנות הברית החזקות של ישראל באיחוד האירופי. במהלך נשיאות האיחוד האירופי ב-2009 ו-2022, צ'כיה תמכה ביחסים הדוקים יותר בין האיחוד וישראל.
באביב 1927 הגיע הנשיא תומאש גאריג מסריק לארץ הקודש כדי לבקר את היהודים החיים בארץ ישראל. מבחינה היסטורית זה היה הביקור הראשון של ראש מדינה רשמי בארץ ישראל המנדטורית.
ממשלת צ'כוסלובקיה הכירה בעצמאותה של ישראל 5 ימים לאחר שהוכרזה, ב-19 במאי 1948. היחסים הדיפלומטיים בין המדינות כוננו רשמית ב-3 ביולי 1948.
לאחר מלחמת ששת הימים ניתקו צ'כוסלובקיה הקומוניסטית יחד עם כל הגוש הסובייטי (למעט רומניה) את היחסים הדיפלומטיים עם ישראל.
היחסים הדיפלומטיים הוחדשו ב-9 בפברואר 1990, לאחר נפילת המשטר הקומוניסטי בצ'כוסלובקיה.
היוזם העיקרי של הגישה החדשה של צ'כוסלובקיה כלפי ישראל לאחר נפילת מסך הברזל היה ואצלב האוול. הוא התחייב לכונן מחדש את היחסים הדיפלומטיים עם ישראל כבר בנאומו הראשון כנשיא צ'כוסלובקיה, ב-1 לינואר 1990, הבטחה שהתגשמה בחודש שלאחר מכן. בתחילת פברואר 1990 נפגש ואצלב האוול עם סגן ראש הממשלה דאז שמעון פרס כדי להכין את הדרך להסכם ההיסטורי שנחתם בפראג ב-9 בפברואר 1990 על ידי שרי החוץ יירז'י דינסטביר ומשה ארנס. כינון היחסים הדיפלומטיים בין צ'כוסלובקיה לישראל הביא לסיומה של המדיניות האנטי-ישראלית של המדינות הסוציאליסטיות לשעבר. באפריל 1990 היה האוול המנהיג הראשון של מדינה חופשית בגוש הסובייטי לשעבר שביקר בישראל. זה היה אירוע מכונן ביחסי צ'כוסלובקיה - ישראל. בביקורו נלוו אליו 180 יהודים צ'כיים, מה שהוכיח את הקשר ההדוק בין שני העמים שפותח גם בשנים הבאות. ואצלב האוול הציע את צ'כוסלובקיה כמדינת מעבר ליהודי ברית המועצות העולים לישראל, התנגד למכירת נשק למשטרים עוינים לישראל ותמיד דיבר בתקיפות נגד האנטישמיות באירופה ובעולם.
התמיכה הצ'כית בישראל מאז השבעה באוקטובר התבטאה כבר מהשעות הראשונות למלחמה, עם הפגנת תמיכה של כל ראשי המערכת הפוליטית, החל מהנשיא, עבור בראש הממשלה, שר החוץ, ראשי הפרלמנט והסנאט, שרת הביטחון, שר הפנים ועוד. מבנים מרכזיים הוארו בצבעי כחול ולבן, ודגלי ישראל רבים נתלו על מוסדות מדינה, אקדמיה ותרבות.
הנשיא, פטר פאבל, ביקר בישראל באמצע ינואר 2024 בביקור תמיכה והזדהות.
ראש הממשלה פטר פיאלה ביקר בישראל, השתתף בהפגנת התמיכה הגדולה ב-1.11, ואף הגיע לפינת ההנצחה מול השגרירות להדליק נר זיכרון. שרת ההגנה התעטפה בדגל ישראל בהפגנה אחרת.
שר החוץ יאן ליפבסקי היה הנציג הזר הראשון שהגיע לבקר בישראל כבר ביומה השלישי של המלחמה (10.10), כמו גם שרת ההגנה, ראשי הסנאט והפרלמנט, ראשי ועדות החוץ והביטחון של הפרלמנט, סגן יו"ר בית הנבחרים וחברי פרלמנט נוספים.
הצ'כים איפשרו את הטסתם בחינם של ישראלים שקיבלו צו 8 מצ'כיה לישראל בטיסות מיוחדות שהוציאו להשבת אזרחים צ'כים לארצם, ואיפשרו הטסת ציוד צבאי לישראל.
היחס המחבק של צ'כיה בא לידי ביטוי באופן מרגש בצילום של חברי הפרלמנט האוחזים את שלטי החטופים וקוראים להשבתם. לאור זאת התקיימה עצרת תמיכה מול שגרירותם בת"א, וגם בצ'כיה החל קמפיין "ישראל אומרת תודה", כהבעת הוקרה ובמימון ישראלים החיים בצ'כיה.