Tata a Gerecse-hegység lábánál, a Kisalföld keleti csücskében kedvező természeti környezetben épült fel. A XIX. századtól központi fekvése miatt- tizenegy településről vezet út a városba- róla nevezték el a környező községeket is magába foglaló Tatai-medencének. A legrégibb időktől kezdve ember által lakott hely volt. Kr. e. II. században a rómaiak elfoglalták Pannóniát és megépítették a limes egyik fontos katonai táborát, Brigetiót (Ószőny). A Tatához közeli tábort a Látó-hegy oldalán végigfutó római vízvezetéken, az ún. Kismosó-forrásokból látták el ivóvízzel.
Az Árpád-házi uralkodók idején Tata királyi birtok. A bencések a XI. században, a mai Fürdő utca környékén monostort építettek. A település neve Tata alakban először 1221-ben fordult elő. A XIII. századtól 1326-ig a Csák család uradalmához tartozott. Az ő birtoklásuk idején kezdődött meg a vár építése is. Tata 1387-től, Zsigmond királytól kapta meg a mezővárosi jogot. Az oklevelekben ettől az időtől civitasként emlegették. 1410 után a tatai vár Zsigmond (1387-1437) király kedves tartózkodási helye. Habsburg Albert felesége, Erzsébet királyné Komáromban megszülte csecsemőjét. A későbbi V. Lászlót Székesfehérvárra vitték koronázásra, amikor 1440. május 14-én a főúri kíséret és a magyar Szent Korona a tatai várban töltötte az éjszakát. A vár lassú pusztulását Mátyás (1458-1490) király állította meg, amikor 1467-ben visszaváltotta a Rozgonyiaktól. A várat- Bonfini leírása szerint- késő gótikus stílusú rezidenciává alakította át. 1472-től Mátyás minden évben egy alkalommal Tatán vadászott. Ide tért vissza a Habsburgokkal vívott háborúk fáradalmainak kipihenésére is. 1494-től már II. Ulászló (1490-1516) király birtokaként említik a várat. Néhány vadászattól és fogadástól eltekintve II. Ulászló nem tartózkodott Tatán. Kivéve az 1510. évi országgyűlést, amit az országban dúló pestisjárvány miatt a ferencesek kolostora előtti főtéren (ma Tóváros) tartottak.
A törökök 1543-ban foglalták el Tata városát. A száznegyvenöt éves török uralom idején kilencszer cserélt gazdát, és összesen tizenhat évig volt a vár török kézen. A vízivár átépítését és a napjainkban is látható bástyákat Süess Orbán tervei szerint 1568-1577 között valósították meg. A Rákóczi-szabadságharc idején, 1705-ben, a Battyán János vezette dunántúli hadjárat során a vár rövid időre a kurucok kezére került. Tatát és a környező falvakat 1727-ben az Esterházyak ifjabb, fraknói grófi ágába tartozó Esterházy József vásárolta meg. A mezővárosba hívott építészek (Fellner Jakab, Éder József, Grossmann József, Schweiger Antal) mérnökök (Bőhm Ferenc, Mikoviny Sámuel) keze nyomán kialakult Tata, Tóváros és Váralja.
Az első négy Esterházy gróf életében, 1727-1811 között, Tata nemcsak az uradalom igazgatási központja volt, hanem Komárom vármegye egyik legszebb, barokk stílusú épületekben gazdag mezővárosává fejlődött. 1809-ben a franciáktól elszenvedett győri vereség után I. Ferenc (1792-1835) magyar király udvarával két hónapig Tatán, a grófi kastélyban tartózkodott. A kastély északi tornyában írta alá 1809. október 14-én a Schönbrunni békét. Az 1848-1849-es magyar forradalom és szabadságharc idején Görgey Artúr fővezér a Szarka fogadóban levő főhadiszállásáról indult 1849. május 3-án Buda ostromára. Később Kosztolányi Mór ezredes Klapka György parancsára 1849. június 25-én az ellenség kezén lévő tatai várat rövid időre elfoglalta csapataival. Az 1867-es kiegyezés után kezdődött el Tata és Tóváros nagyarányú városiasodása. Kisebb gyárak épültek. A Bécset Budapesttel összekötő vasút 1883-1884-ben érte el Tatát. Esterházy Miklós gróf lóversenypályát, közelében 1886-ban Tóvároskert néven vasúti megállót, 1888-ban Várszínházat építetett. A nyolc osztályos piarista főgimnázium 1911-1912-ben valósult meg.
A Trianoni békeszerződés után, 1921-ben a második királypuccs idején, IV. Károly (1916-1918) király feleségével és minisztereivel október 24-e és 26-a között a tatai Esterházy kastélyban tartózkodott. A két világháború között felgyorsult a polgárosodása az iker községeknek. A Szent Imre fiúiskola, a piarista konviktus, a Tatai Múzeum, a Mezőgazdasági Népiskola, dr. Mike József sebész főorvos szanatóriuma került átadásra. Az Esterházy-uradalom tiltakozása ellenére végül 1938. június 1-én Tata és Tóváros közigazgatási egyesítése is megtörtént. Tatát 1945. március 19-én elfoglalták az orosz csapatok. A nagyközség életében az 1945 utáni évek, bár nagy változást hoztak, de a fejlődés, az építkezés csak jóval később,
1954 után indult meg, amikor Tatát újkori történetében várossá nyilvánították. Tata az elmúlt évtizedekben nemcsak a vizeivel, angolkertjével, árnyas parkjaival, felújított épületeivel, rendezett útjaival, olimpiai Edzőtáborával vált nevezetessé, hanem múzeumaival, tudományos tanácskozásaival, állandó rendezvényeivel (Víz, Zene, Virág fesztivál; Tatai Sokadalom; Barokk Fesztivál; Szabadtéri játékok; őszi nagyhalászat) is, melyek öregbítették a város hírnevét.