Tesla, 2003 yılında elektrikli otomobillerin benzinle çalışan araçlardan daha başarılı olacağını kanıtlamak isteyen iki Silikon Vadisi mühendisi Martin Eberhard ve Marc Tarpenning tarafından kuruldu.
Elektrikli bir spor otomobil olan tzero'yu süren Eberhard, Tarpenning ile birlikte elektrik enerjisinden tam olarak nasıl yararlanabilecekleri konusunda araştırma yapmaya başladı. Araştırmaları pil teknolojisinde son yüz yılda pek bir gelişme olmamasına takılıp kalıyordu. Sadece lityum iyon piller daha iyi ve daha ucuz hale geliyordu. 2003 yazında, Eberhard ve Tarpenning bir elektrikli otomobil şirketi kurma kararı aldılar. İlk olarak lityum iyon piller ve bir endüksiyon motoru içeren iki kişilik bir spor otomobil yapmayı düşündüler.
Kuracakları şirketin ismini endüksiyon motorunu icat eden adam, Sırp-Amerikalı bilim adamı Nikola Tesla'nın onuruna Tesla Motors koydular. 2003 yılının Nisan ayında Teslamotors.com alan adı satın alındı. Şirket resmi olarak 1 Temmuz 2003'te kuruldu.
2004 yılında Elon Musk adındaki PayPal kurucu ortağı ile tanıştılar. Musk başlangıçta yaklaşık 7.5 Milyon $ yatırım yaptı ve yönetim kurulu başkanı oldu.
2005 yılında Musk, Tesla Roadster'ın gelişimine yardımcı olmak için 13 Milyon Dolar'ı finanse etti.
2005 yılının Temmuz ayı başlarında Tesla, Lotus ile bir anlaşma yaptı. Lotus, komple otomobil üreteceğini kabul eden bir sözleşme imzaladı.
19 Temmuz 2006'da Tesla’nın ilk aracı pazara sunuldu.
Aralık 2007'de başarılı bir girişimci ve lider olan Ze’ev Drori, Tesla'nın CEO'su ve başkanı oldu.
Ekim 2008'de Musk CEO olur, şirkete yatırım yapmaya devam eder ve şirketin tüm operasyonlarını eline alır.
Haziran 2008'de Tesla, Tesla’nın daha uygun fiyatlı Sedan aracı Model S'yi tanıttı. Arabanın başlangıç fiyatı 50.000 dolardı ve yedi yolcu taşıyabiliyordu.
1956'da Ford'dan sonra Tesla halka açılan ilk Amerikan otomobil şirketi oldu. Şirket halka arzında yaklaşık 226 Milyon $ topladı.
Tesla 2012'de Kaliforniya genelinde Superstationlar inşa etmeye başladı. şu an dünya çapında yaklaşık 200 istasyon var.
Şirketin 3 Model S Sedan'ı kazalardan sonra alev aldı. Ciddi yaralanmalar olmadı, ancak halkın algısı değişmeye başladı. Üçüncü yangından sonra Tesla’nın hisseleri yüzde 20 düştü.
Yangın olaylarından sonra stoklar yüzde 47 arttı. 2014 yılında 28.500 Model S otomobil pazara sunuldu.
Eylül 2015'te Musk, sahnede yeni Model X sahiplerine anahtar teslim etti.
31 Mart 2016'da Tesla, daha uygun fiyatlı bir model olan Model 3'ü tanıttı.
2019 yılında Tesla 367.500 araç sattı.