株式会社日本テレビビデオ（にほんテレビビデオ）として1970年2月10日に設立された。2003年7月に日本テレビがCIの導入によって「日テレ」の製作クレジットを使用するようになってからは、「日テレビデオ」という略称が使われるようになる（ミニ番組・バラエティ番組『ぐるぐるナインティナイン』などを除く）。
2007年4月のグループ会社再編に伴い、日本テレビエンタープライズ、NTV映像センター、日本テレビアートとの吸収分割による重複業務の整理が行われ、中間持株会社の日テレ・グループ・ホールディングス（旧NTV映像センター・現日テレグループ企画）傘下で制作部門を集約し、現社名となる。この際、技術部門は新設された日テレ・テクニカル・リソーシズ (NiTRo)、イベント部門は日本テレビエンタープライズから社名変更した日テレイベンツへそれぞれ集約された。
社名のAX（アックス）は、日本テレビのコールサインであるJOAX-(D)TVに由来する。日本テレビやNiTRoとの協力体制により、日本テレビ系列の番組を多数制作するほか、NHKやTBSテレビ、テレビ東京など、日本テレビ系列以外の番組制作も行なっている。
2012年10月には、放送持株会社・日本テレビホールディングス（旧日本テレビ放送網）の発足に伴い、同社の子会社となっている。
番組制作会社にしては珍しく、日テレジータスで自社のCMを放送している。
2014年からは、特に海外へ視野を向けた番組販売や海外での番組制作を積極的に行っている。
2015年12月、本社を麹町から汐留に移転。
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