Le chanteur Michael Kiske (ex-Helloween), le bassiste Dennis Ward (Pink Cream 69) et le batteur Kosta Zafiriou (ex-Pink Cream 69) travaillaient ensemble sur un projet AOR appelé Place Vendome. Après la sortie du deuxième album de Place Vendome, Streets of Fire en 2009, ils décident de travailler ensemble sur un nouveau projet et forment un groupe. Dennis Ward leur suggère de recruter le guitariste suisse Mandy Meyer (Asia, Gotthard, Krokus)[3]. Mandy Meyer explique concernant le nom du groupe qu'« il y avait tellement d'idée de nom et, au final, le nom d'Unisonic revenait. Ca convient parfaitement au groupe. Des musicos unis venant de différents groupes et de différents pays[4]. » Unisonic se lance dans sa première tournée en , jouant quelques concerts en Allemagne, au Sweden Rock Festival[5], et au Masters of Rock[6].
Un autre ancien membre d'Helloween, le guitariste Kai Hansen (Gamma Ray), se joint au groupe en [7]. La nouvelle formation donne son premier concert au Loud Park Festival (Japon) le [8]. En , le groupe publie son premier EP intitulé Ignition, au label EarMusic (Edel AG), accompagné d'une vidéo de la chanson Unisonic[9]. L'album éponyme du groupe est publié le et atteint plusieurs classements internationaux en Finlande, au Japon, en Allemagne et en Suède[10],[11],[12],[13],[14].
Unisonic se lance dans sa première tournée mondiale en , jouant en Amérique du Sud et dans divers festivals européens comme le Masters of Rock[15], au Hellfest[16], Rock Hard[17] et aux Gods of Metal[18] entre autres. La deuxième partie de la tournée voit le groupe jouer au Japon, à Taïwan, en Corée, en Russie et en Allemagne[19]. Le deuxième EP du groupe, For the Kingdom, est publié en , et la vidéo de la chanson Exceptional suit en juillet ; leur second album, Light of Dawn, est publié le [20],[21]. Light of Dawn atteint les classements internationaux[11]. Le groupe se lance dans une tournée européenne en 2014, jouant aux Masters of Rock, Leyendas del Rock, Moscow Metal Meeting et Bang Your Head.
Le , Kosta Zafiriou annonce se retirer de la musique, pour devenir agent artistique du groupe.