日據時期
臺灣師範大學的前身為臺灣總督府高等學校，創立於1922年，1926年改稱為臺灣總督府臺北高等學校，為日據時期進入大學前的預備教育，即所謂大學預科。
國民政府時期(1945~1967)
第二次世界大戰後，國民政府光復臺灣，於1945年將臺灣總督府臺北高等學校改制為臺灣省立臺北高級中學。1946年，政府設立臺灣省立師範學院，與臺北高中共用校舍，後臺北高中停止招生，師院接收臺北高中的校舍與設備。同時，為了師院畢業生實習與教育實驗，1947年4月接收當時臺灣省立臺北仁愛中學為附屬中學，成立臺灣省立師範學院附屬中學。當時臺灣大學、省立師範學院（今臺灣師範大學）、臺中農學院（今中興大學）、臺南工學院（今成功大學）、農業專科學校（今屏東科技大學）是當時臺灣省僅有的5所高等教育機構。。1948年至1949年間發生四六事件，國民政府整頓臺灣師範大學，期間曾短暫停課。
1955年，師院改名為臺灣省立師範大學，成為臺灣最早的師範大學，1967年，配合高等教育由國家管理的政策，省立師大改隸為國立臺灣師範大學。1975年7月，師大理學院遷至汀州路四段，即今日的公館校區。師大成立之初，大學生全部享有公費補助全額學雜費待遇，畢業後亦有配有教職，因此才能吸引學生在大學聯招同性質科系中錄取分數均排名前二志願，為臺灣地區補充大量教師。但自1994年《師資培育法》公布後，打破師範體系壟斷教師來源，現在僅特定名額有公費補助，且必須分發至特定學校，因此師大光環不再。
現今發展
順應時代變化，該校現今改朝綜合、研究型大學發展，在教育學、人文學、基礎科學、藝術學、音樂學與體育學擁有深厚的學術基礎及廣泛影響力。由於近年來大學部畢業生非如從前必須從事教師行業或繼續升學，除了教育、文、理學院等系所，非教育相關系所歷年逐漸開設。目前該校設有教育、文、理、藝術、音樂、科技與工程、運動與休閒、國際與社會科學、管理、進修推廣等十個學院，三十二個學系(含碩、博士班)、二十五個單獨設置之研究所。除了本國發展外，日本的師範學院已於1987年後，皆改名為其他校名不再使用師範兩字。
目前共有10學院、32學系、22獨立研究所。
文學院
國文學系
英語學系
歷史學系
地理學系
臺灣語文學系
翻譯研究所
臺灣史研究所
理學院
數學系
物理學系
化學系
生命科學系
地球科學系
資訊工程學系
科學教育研究所
環境教育研究所
光電科技研究所
海洋環境科技研究所
生物多樣性國際研究生博士學位學程
藝術學院
視覺與媒體設計組
產品與室內設計組
西畫組
國畫組
美術學系
設計學系
藝術史研究所
教育學院
家庭生活教育組
幼兒發展與教育組
營養科學與教育組
身心障礙綜合組
資賦優異組
教育學系
社會教育學系
教育心理與輔導學系
特殊教育學系
健康促進與衛生教育學系
公民教育與活動領導學系
人類發展與家庭學系
教育政策與行政研究所
圖書資訊學研究所
課程與教學研究所
復健諮商研究所
資訊教育研究所
創造力發展碩士在職專班
國際與社會科學學院
漢學與文化組
政治與經濟組
華語文教學系
東亞學系
政治學研究所
大眾傳播研究所
社會工作學研究所
歐洲文化與觀光研究所
國際人力資源發展研究所
音樂學院
表演與傳承組
研究與保存組
多媒體應用組
鋼琴組
聲樂組
絃樂組
管擊樂組
指揮組
理論作曲組
音樂學組
音樂教育組
音樂學系
民族音樂研究所
表演藝術研究所
表演藝術學士學位學程
流行音樂產業碩士專班
運動與休閒學院
體育學系
運動競技學系
運動休閒與餐旅管理研究所
科技與工程學院
電機工程學系
工業教育學系
圖文傳播學系
機電工程學系
科技應用與人力資源發展學系
管理學院
企業管理學系
管理研究所
經營與策略研究所
高階經理人企業管理碩士在職專班（EMBA）
國際時尚高階管理碩士班