THAI ก่อตั้งขึ้นจากแนวความคิด ที่จะให้มีสายการบินระหว่างประเทศ ดังนั้น ในเดือนสิงหาคมปี
2502 บริษัทเดินอากาศไทย (บดท.) จึงเข้าร่วมทุนกับสายการบินสแกนดิเนเวียน แอร์ไลน์
ซิสเต็ม (SAS) ตั้งบริษัทการบินไทยขึ้น ด้วยทุนจดทะเบียน 2 ล้านบาท รัฐบาลไทยถือหุ้นในนามของบดท.
70% และ SAS 30%
วันที่ 1 พฤษภาคม 2503 THAI เริ่มประเดิมเที่ยวบินแรกในเส้นทาง กรุงเทพฯ-ฮ่องกง-ไทเป-โตเกียว
ด้วยเครื่องบินใบพัดดักกลาส ดีซี 6
THAI เพิ่มทุนจดทะเบียนในปี 2505 เป็นเงิน 40 ล้านบาท
ปี 2508 THAI เริ่มมีกำไรจากการดำเนินงานเป็นปีแรก จำนวน 3.9 ล้านบาท และปีต่อมาได้ปรับฝูงบินให้เป็นสายการบิน
แรกในเอเชีย ที่ให้บริการด้วยเครื่องบินไอพ่นทั้งฝูง ประกอบด้วย เครื่องบินคาราเวล
เอสอี 210 จำนวน 5 ลำ และเริ่มรับนักบินชาวไทยเข้ามาปฏิบัติการบิน จากเดิม
ที่มีแต่นักบินต่างชาติ ที่มาจาก SAS
ปี 2513 บดท.ได้ต่อสัญญาความร่วมมือพัฒนา THAI กับ SAS ออกไปอีก 7 ปี และ
THAI เริ่มเปิดให้บริการในรายการรอยัล ออร์คิด ฮอลิเดย์ รายการนำเที่ยวพิเศษสำหรับผู้โดยสารเป็นปีแรก
ปี 2514 เริ่มขยายเส้นทางบินข้ามทวีปเป็นครั้งแรก จากเดิม ที่เคยครอบคลุมอยู่เฉพาะในทวีปเอเชีย
โดยเปิดเที่ยวบินระหว่างกรุงเทพฯ-สิงคโปร์-ซิดนีย์ และปีถัดมา ได้ขยายเส้นทางบินข้ามทวีปไปยุโรป
โดยเปิดเส้นทาง บินจากกรุงเทพฯ-โคเปนเฮเกน ตามด้วยแฟรงก์เฟิร์ต และลอนดอน
ในปี 2516 และโรม ในปี 2517
ปี 2520 รัฐบาลไทยซื้อหุ้นคืนส่งผลให้ THAI กลายเป็นรัฐวิสาหกิจ ที่ถือหุ้นโดยรัฐบาลไทยเต็ม
100% ต่อมาในปี 2524 ได้ เพิ่มทุนจดทะเบียน ขึ้นเป็น 1,100 ล้านบาท และขยายเส้นทางบินไปสู่ทวีปอเมริกาเหนือโดย
เปิดเส้นทางบินระหว่างกรุงเทพฯ-ซีแอตเติล
ปี 2531 รัฐบาลได้ตัดสินใจรวมกิจการระหว่าง THAI และบดท. ส่งผลให้สินทรัพย์ของ
THAI ขยายตัวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ปี 2534 เข้าร่วมเป็นสมาชิกระบบสำรอง ที่นั่งแบบเบ็ดเสร็จ อะมาดิอุส ซึ่งมีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ครอบคลุมทั่วโลกเชื่อม
98 สายการบิน และตัวแทนท่องเที่ยว 47,500 ราย
ปี 2535 มีการแปรรูป THAI ครั้งแรก โดยเพิ่มทุนจดทะเบียนอีก 3,000 ล้านบาท
นำหุ้นจำนวน 100 ล้าน หุ้นออกมาขายให้กับประชาชนในตลาด หลักทรัพย์ฯ ทำให้สามารถระดม
เงินทุนได้ถึง 14,000 ล้านบาท และมี ประชาชนเข้าร่วมถือหุ้น 256,000 ราย
ปี 2540 THAI เข้าร่วมเป็นสมาชิกก่อตั้งกลุ่มพันธมิตรทางการบิน สตาร์ อัลไลแอนซ์
ซึ่งทำให้ THAI สามารถให้บริการผู้โดยสาร และเสนอจุดบินได้มากขึ้น
ปี 2541 รัฐบาลให้ THAI เป็นรัฐวิสาหกิจนำร่องในการแปรรูป โดยมีแผนจะนำหุ้นของกระทรวงการคลัง
ที่ถืออยู่อีก 10% มากระจายขายให้กับนักลงทุนชาวต่างชาติ ซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ในปลายปี
2543