台州历史悠久，5000年前就有先民在此生息繁衍。先秦时为瓯越地。秦代，属闽中郡。汉初，先后有东海王、东越王封立。汉武帝元封元年（公元前110），东越王除，民徙江淮间，改其地属会稽郡鄞县，置回浦乡。
西汉始元二年（公元前85），以鄞县回浦乡置回浦县，县治回浦（今章安），属会稽郡，隶扬州，辖境大致相当于后世台、温、处3府。东汉建武年间（25—56）（一作章和元年＜87＞）回浦县改名章安县。永建四年（129）（一作永和三年＜138＞），析章安县东瓯乡置永宁县（县治在今永嘉县内）。建安四年（199）（一作兴平二年＜195＞，分章安县西南部置松阳县。
三国吴黄武、黄龙年间（222—231）分章安县西北部置始平县，分章安县西部及永宁县部分境域置临海县，以县境临海山而得名。赤乌二年（239），分永宁县置罗阳县；立罗江县。少帝太平二年（257），分会稽郡东部置临海郡，隶扬州，郡治章安（一作初治临海，寻徙章安），辖章安、临海、始平、永宁、松阳、罗阳（后改安阳）、罗江7县，境域远及闽北。是为台州建郡之始。
西晋太康元年（280），改始平县为始丰县；分鄞县800户、章安县北部200户置宁海县，属临海郡，又改安阳县为安固县。太康四年（283），分安固县置始阳县，不久改称横阳县。罗江县改属晋安郡。是时，临海郡辖章安、临海、始丰、宁海、永宁、松阳、安固、横阳8县，隶扬州。
东晋太宁元年（323），分临海郡南部永宁、松阳、安固、横阳4县置永嘉郡。临海郡辖章安、临海、始丰、宁海4县，后世台州辖境大致形成。永和三年（347），分始丰县南乡置乐安县（今仙居）属临海郡。
隋开皇九年（589），灭南朝陈，废郡，并临海郡各县入临海县，属处州（十二年改称括州）。炀帝大业三年（607），改州为郡，临海县属永嘉郡。
唐初，复分临海为章安、始丰、乐安、宁海、临海5县。武德五年（622）置台州，以境内有天台山而得名，台州之名自此始。七年，并宁海县入章安县。次年，又将始丰、乐安、章安3县并入临海县。贞观八年（634）复分临海县置始丰县。高宗上元二年（675）分临海县东北部置宁海县。天授元年（690）九月，改永宁县为黄岩县，以县西黄岩而得名。神龙二年（706），分宁海县与越州的贸卩县地置象山县，属台州。开元二十一年（733）隶江南东道。天宝元年（742）复称临海郡。乾元元年（758）复称台州，肃宗二年（761）改始丰县为唐兴县。广德二年（764）象山县改属明州。中和三年（883）隶义胜军。光启三年（887）以台州置德化军。
1949年6月新中国成立后，置浙江第六专区。同年10月10日，第六专区改称台州专区，驻临海县，辖临海、黄岩、天台、仙居、温岭、三门、宁海7县及临海城关、海门两直属区。玉环县属温州专区。1950年5月，撤销临海城关直属区，划归临海县。1952年10月，宁海县改属宁波专区。1953年6月，分玉环县境洞头、大门诸岛另建洞头县，属温州专区。
1954年5月，撤销台州专区，临海、天台、三门3县划属宁波专区，黄岩、温岭、仙居3县及海门直属区划属温州专区。1956年3月，仙居县改属宁波专区，海门直属区撤销，改为黄岩县属区。
1957年7月，复置台州专区，辖临海、黄岩、温岭、天台、仙居、三门、宁海7县。1958年10月，三门县撤销，并入临海县；宁海县撤销，并入象山县，属台州专区；洞头县重新并入玉环县，仍属温州专区。
1958年12月撤销台州专区，天台县划属宁波专区，临海、仙居、黄岩、温岭4县划属温州专区。1959年4月，中共浙江省委、省人民委员会通知撤销玉环县，所属境域分属温岭县与温州市，并于4月付诸实施。1960年1月国务院正式批准撤销玉环县。
1962年4月，复置台州专区，并复置三门县、玉环县。辖临海、黄岩、温岭、仙居、天台、三门、玉环7县。
1978年10月改称台州地区。1980年7月置海门特区，属台州地区，辖境包括原黄岩县海门区、大陈镇、山东人民公社及临海县前所人民公社。1981年7月撤销海门特区，以其行政区域置椒江市，以 境内椒江得名。此后，临海县章安区、黄岩县洪家区与三甲区，陆续划属椒江市。1986年3月撤销临 海县，置临海市。1989年9月撤销黄岩县，置黄岩市。1993年2月，撤销温岭县，置温岭市。台州地区辖临海、椒江、黄岩、温岭4市和天台、仙居、三门、玉环4县。
1994年8月22日，国务院批准撤销台州地区和县级黄岩市、椒江市，设立地级台州市和县级椒江区、黄岩区、路桥区。境辖椒江、黄岩、路桥3区与临海、温岭2市和玉环、天台、仙居、三门4县。市人民政府驻椒江区。
2017年4月10日，经国务院批准，同意撤销玉环县，设立县级玉环市，以原玉环县的行政区域为玉环市的行政区域。玉环市由浙江省直辖，台州市代管。
