
28 ноября 1928 года с переходом молодой советской страны к масштабной индустриализации было издано постановление Совнаркома ЦИК «О дорожном хозяйстве и автомобильном деле СССР». В Татарстане дорожно-строительная отрасль началась с «Татардортранса», который был утвержден положением Совнаркома Татарии от 5 апреля 1929 года. Именно эта дата считается днем рождения «Татавтодора». В ведение организации были переданы государственные дороги республики, а местные дороги закреплены за районными дорожными отделами. «Татардортранс», вскоре изменивший свое название на «Татдортранс», состоял из 12 дорожно-эксплуатационных участков. Для решения транспортных проблем в 1936 году были организованы машинно-дорожные станции для обслуживания местных дорог в Пановке, Чистополе, Тюлячах и Масловке. За шесть лет в Татарской АССР было построено свыше 1 900 километров дорог с каменным и гравийным покрытием республиканского и союзного значения. В конце весны 1941 года на седьмом километре шоссе Казань – Оренбург впервые, как эксперимент, дорожники уложили на залитую смолой поверхность щебенку. После укатывания катком покрытие получилось похожим на асфальт.
Уже в первый год военных действий началось строительство трассы Горький – Казань. Масштабная по всем меркам стройка завершилась всего за два года. Ощутимый импульс строительству дорог республики придало открытие в 1943 году Ромашкинского нефтяного месторождения и начало его промышленной разработки. На юго-востоке республики наряду со строительством промысловых дорог началась реконструкция основных трактов.
Первый дорожно-эксплуатационный участок был создан в 1956 году на дороге Чистополь – Нурлат, которая приобрела большое хозяйственное значение в связи со строительством сахарного завода на станции Нурлат. В следующем году было организовано еще пять ДЭУ для содержания и ремонта республиканских дорог. С 1956 года на дорогах, обслуживаемых АО «Татавтодор», было построено восемь крупных железобетонных мостов и около 30 средних. На 1959 год в нефтяных районах республики уже появилось 522 километра дорог с асфальтовым и черным гравийным покрытием, а к 1965-му общая протяженность дорог с твердым покрытием достигла 3 721 километра.
По указу Президиума Верховного Совета РСФСР от 15 декабря 1972 года на базе существующих дорожных управлений и трестов было создано Татарское производственное управление строительства и эксплуатации автомобильных дорог – «Татавтодор».

Дорожное дело в республике получило новое развитие в 70–80-е годы с началом строительства автомобильного комплекса в городе Набережные Челны и нефтехимического гиганта в Нижнекамске. Для строительства, ремонта и содержания дорог в Татарстане была создана мощная материально-техническая база. Построено 69 асфальтобетонных заводов, девять окислительных установок по производству битума, пять установок по производству минерального порошка, приобретено 2 300 единиц дорожно-строительной техники. В эти годы было возведено более 700 капитальных мостов протяженностью 32 километра, в том числе мосты через Волгу, Вятку, Свиягу.
Общая протяженность дорог с твердым покрытием возросла до 4 400 километров, из них асфальтированных – более 3 000 километров. В 80-е годы важным событием стало строительство мостового перехода через Волгу в районе Займища, что позволило избавиться от паромных переправ и развивать современную дорожную сеть на правобережье Волги.
Вплоть до 1996 года, помимо хозяйственных и дорожно-строительных функций, «Татавтодор» осуществлял государственное управление дорожной отраслью республики. В 2008 году было создано открытое акционерное общество «Татавтодор», которое объединило ПРСО «Татавтодор» и ОАО «Дорожный сервис Республики Татарстан». Это стало новой вехой в богатой истории компании.