1963년 도쿄 방송의 자금 지원을 받아 구보 도쿠오와 고다카 도시오가 도쿄일렉트론연구소를 세우고 전자 부품 수입과 판매를 시작했다(Wikipedia). 이듬해 Thermco 확산로 수입권과 Fairchild IC 테스터 대리점 계약을 따내며 반도체로 들어섰다.
1974년 엔화 강세와 오일 쇼크 속에 소비자 가전 수출을 접고 반도체 장비에 집중했고, 1978년 사명을 도쿄일렉트론으로 바꾸며 일본 최초의 IC 테스트 센터를 열었다. 1988년 Thermco 합작사를 완전히 인수해 확산로 생산을 내재화했고 1991년 반도체 장비 매출 1위에 올랐다.
2013년 어플라이드 머티어리얼즈와 100억 달러 규모 합병을 발표했으나 2015년 미국 반독점 우려로 무산됐고, 이듬해 가와이 도시키가 CEO로 취임했다. 2025년 TSMC의 2nm 영업비밀 유출 사건에 연루돼 대만 법원에서 벌금형을 받았으며, 2026년에는 AI 수요에 힘입어 기록적인 매출을 냈다.