Мысли об автомобилизации страны высказывались еще в 30-х годах 19-го века. В начале прошлого столетия отечественные ученые отмечали: «Значение автомобильного транспорта в экономике и обороне страны ни у кого не вызывает сомнения».

Автомобили появились на тульских улицах еще до первой мировой войны. В 1910 году в городе было 10 «самодвижущихся экипажей». В военные годы количество машин ощутимо выросло. Первые попытки объединить усилия тульских транспортников относятся к 1917 году, когда был сформирован губернский транспортно-материальный отдел.

В 1923 году в Туле были организованы автомобильные перевозки пассажиров. На первых порах для этих целей использовались переоборудованные грузовики вместимостью 24 пассажира каждый. Вскоре город приобрел первый фабричный 12-местный автобус марки «Уайт-АМО». В сентябре 1924 года в Туле уже действовали два автобусных маршрута.

В 1937 году образуется Тульская область. Постановлением оргкомитета Президиума верховного Совета РСФСР от 31 августа 1939 год было организовано Тульское областное управление автомобильного транспорта. Первым начальником областного управления автомобильного транспорта был назначен Николай Васильевич Соколов. В ведение управления был передан автомобильный транспорт, находившийся при горсовете и коммунальных отделах.

В первые годы Великой Отечественной войны большинство тульских автомобилей вместе с водителями были мобилизованы и направлены на фронт. Бензина остро не хватало, и характерной приметой военного времени стал грузовик с газогенератором. Туляки переоборудовали машины на месте, собственными силами.

После окончания войны прошла коренная реорганизация автомобильного хозяйства страны. 12 сентября 1945 года Тульское областное управление автомобильного транспорта было преобразовано в областной автотранспортный трест. Управляющим трестом был назначен Александр Иванович Стефанов. В апреле 1946 года трест получил 20 автобусов и возобновил пассажирские перевозки в Туле.

В 1966 году Тульское областное управление автомобильного транспорта объединилось с управлением Приокского совнархоза и было переименовано в Приокское территориальное транспортное управление. Начальником стал - Симонов Иван Иванович. В 1980 году начальником управления утверждается Дудка Дмитрий Васильевич. В 1989 году на альтернативной основе избирается генеральным директором Владимир Гаврилович Денисов. В 2003 году генеральным директором избран Юрий Александрович Шахов. С 2010 года генеральным директором является Юрий Анатольевич Сидельников.

Деятельность «Тулаавтотранс» получила высокую оценку не только на российском, но и на международном уровне. В 1995 году «Тулаавтотранс» было удостоено награды «Факел Бирмингама» в знак уважения к деятельности руководства предприятия, успешно развивающегося в условиях зарождающего рынка.

В 2008 году «Тулаавтотранс» удостоено Дипломов Номинанта Национальной общественной премии транспортной отрасли России «Золотая колесница».