Модель спортивного мотоцикла Honda CBR600RR появилась в 2003 году в качестве преемника Honda CBR600F4i по образу гоночной версии RC211V. В отличие от F4i, новая модель CBR600RR получила более спортивные характеристики и эргономику, а также собрала в себе все передовые, на тот момент, гоночные технологии Honda: новые рама и маятник, новые подвески, впрыск топлива с двойными дроссельными заслонками (Dual Stage Fuel Injection - DSFI), обновленные тормоза и пр.

В 2005 году модель Honda CBR600RR подвергается небольшому рестайлингу, получая новую версию рамы, маятника и задней подвески. Передняя вилка становится чуть тоньше, но вместо обычной, становится перевернутой. Вместо обычных передних суппортов, мотоцикл получает радиальные. Снаряженная масса снижается на 10 кг.

В 2007 году Honda представила очередную версию CBR600RR. Новое поколение получило обновленный внешний вид, электронный рулевой демпфер и новый двигатель. Рама стала более легкой и компактной, а колесная база была укорочена более чем на 2 см. Максимальная мощность увеличивается до 118 л.с., двигатель немного повышает максимальные обороты.

В 2009 году Honda одна из первых на рынке стала предлагать спортивную Honda CBR600RR с комбинированной тормозной системой с ABS. Настройки данной системы были оптимизированы под гоночное использование и трек, позволяя ABS вмешиваться в работу тормозов как можно позже. В этом же году модель получает чуть доработанный двигатель (изменения затронули поршни, ГБЦ и выхлопную систему), благодаря чему максимальная мощность возрастает до 120 л.с.

В 2013 году модель вновь подвергается изменениям, получая новый внешний вид, другие настройки блока управления, новые облегченные 12-спицевые колеса и новую переднюю вилку - Showa Big Piston.

В августе 2020 года компания Honda представила новое поколение CBR600RR. Помимо обновленного внешнего вида, модель получила небольшие доработки по двигателю и выхлопной системе. Однако самым значимым стало новое электронное оснащение мотоцикла - электронный дроссель (Ride-by-Wire), цветная TFT приборная панель, система трекшн-контроля HSTC (Honda Selectable Torque Control), 5-уровневый Riding Modes, Power Selector, Wheelie Control, Rear wheel slip control. В качестве опции стал доступен квикшифтер (вниз/вверх).