Тамбов был основан 17 апреля 1636 года Романом Боборыкиным, который являлся государевым стольником и воеводой. Задуман он был как опорный пункт Московского государства в районе Дикого Поля. Крепость намечалось построить близ переправы на р. Цна напротив устья р. Тамбов (ныне Лесной Тамбов). Однако это место оказалось неудобным, и город был построен на 20 вёрст ниже по Цне. Первоначальное название города писалось "Тонбов" ("тонбо" — омут) и было связано с предполагаемым местом основания крепости на реке Липовица напротив мордовской деревни Тонбов и реки Тонбов. В 1647 г. Там была построена система сложных фортификационных сооружений - Тамбовский вал, ставший частью Симбирской засечной черты. Целый ряд крепостей и фортификационных сооружений был призван защищать южные границы государства от набегов крымских и ногайских татар.



С 1719 г. Тамбов - центр Тамбовской провинции (в составе Азовской, с 1732 Воронежской губернии), с 1780 г. - Тамбовского наместничества.



С 1796 г. центр Тамбовской губернии. В XVIII веке Тамбов стал губернским центром. Тамбовская губерния была существенно больше современной Тамбовской области: так туда входили часть современной Мордовии, Липецкой и Рязанской областей.



В середине 18 в. Тамбов утрачивает значение военной крепости и развивается как центр аграрного района.

В 18 в. Тамбов был крупным культурным центром.

В 1870 г. через Тамбов прошла Рязано-Уральская железная дорога. Город становится крупным центром хлебной торговли, возникают предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, а также небольшие металлообрабатывающие заводы.



С 1918 по 1921 год Тамбов был эпицентром народного крестьянского восстания.



С 1928 г. Тамбов в составе Центральночернозёмной области, с 1934 г. - Воронежской области, с 1937 г. - центр Тамбовской области.



В 1960-х гг. началось интенсивное индустриальное развитие Тамбова.