A TIM foi fundada no Brasil em 15 de julho de 1995, após a divisão das atividades de telefonia fixa e móvel da Telecom Italia.
Em 22 de maio de 1998 o governo brasileiro transferiu para a empresa Tele Celular Sul Participações as estatais Telepar Celular, Telesc Celular e a CTMR Celular. Para a Tele Nordeste Celular Participações as estatais Telpe Celular, Telepisa Celular, Teleceará Celular, Telern Celular, Telpa Celular e Telasa Celular.
Em julho de 1998, o consórcio Maxitel, formado pela UGB Participações Ltda. (de propriedade do Grupo Globo e Bradesco) e pela Bitel Participações S.A. (de propriedade da Telecom Italia), adquiriu no processo de privatização da Telebrás, o controle da Tele Celular Sul e da Tele Nordeste Celular.
Em 28 de novembro de 2000 a TIM anuncia a compra total da Maxitel, passando a deter 96,6% das participações acionárias da empresa.
Em 30 de outubro de 2002 a Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) aprova a compra das ações da Maxitel pela TIM Participações.
Em 18 de novembro de 2003, a operadora anuncia o funcionamento da sua rede EDGE em Campinas e São Paulo. Ainda no mesmo ano a TIM Nordeste e a TIM Sul investem R$ 152,8 milhões de reais em investimentos em melhoria da rede GSM. No mesmo ano as empresas conseguem 4 milhões de clientes.
Em 2004 foram efetivadas as incorporações das empresa TIM Nordeste pela TIM Sul e meses após da Tele Nordeste Celular (Tim Nordeste) para a TIM Participações.
Em 25 de abril de 2005, a TIM Participações anunciou a proposta de incorporar as totalidades das ações da TIM Sul e TIM Nordeste
No início do ano de 2012 a operadora entrega a Anatel a proposta da compra da frequência 4G na faixa 2,5 GHz. Assim ficando com o terceiro lote presente no Rio de Janeiro, Espírito Santo, Paraná e Santa Catarina, o valor estimado foi de 340 milhões de reais.
No cargo de presidência desde 2009, Luca Luciani pediu demissão em 5 de maio de 2012 de todas as suas atividades na TIM do Brasil e da Itália, pelos encargos referentes a fraudes sobre a ativação de cartões SIM para pessoas falecidas e não-existentes.
Um dia após a suspensão da vendas de cartões SIM em dezenove estados a operadora escolheu o ex-diretor financeiro da TIM Italia, Andrea Mangoni para a presidência.
Em 2012, a TIM lançou o site Portas Abertas, com o objetivo de conferir maior transparência a sua operação e se aproximar mais de seus clientes. Na página, é possível verificar o que a operadora está fazendo para aprimorar os serviços, além de acessar o mapa de cobertura da empresa e colaborar para a melhoria da rede