天津体育学院成立于1958年8月。当时，根据中共河北省委“10-15年普及高等教育的方针和适应教育、体育事业发展的需要”，并为准备1959年9月在北京举行的中华人民共和国第一届运动会，河北省人民委员会决定在河北省省会天津市，由原天津体育学校、石家庄师范学院体育系合并，同时在全省抽调优秀运动员，组建天津体育学院。学院的任务是培养运动员、教练员和部分高中及大学的体育教师及较高级体育专业人才。时任河北省副省长、天津市委书记、市长李耕涛兼任第一任院长。1967年1月，天津市恢复为中央直辖市；1969年10月,天津体育学院由河北省划归天津市管辖。

建校初期，学校汇集了一批优秀教练员和运动员，具有较高的竞技运动水平，摔跤、女子跳水、游泳、男子篮球、棒球等运动项目成绩已位居国内前列。在第一届全运会上，夺得古典式、自由式、中国式三项摔跤冠军。同时,一批知名专家学者在学校执教，如陈家琦、马喻、牛兴华、柴文秀、刘世藩、郑必达、姚志珍、张春霈、任福兴等。

学校占地534亩（356018平方米），建有综合训练馆、田径馆、篮球馆、排球馆、游泳馆、舞蹈馆等教学训练馆12座，国际标准的塑胶田径场、足球场和灯光棒球场等室外训练场地20余块，教学科研仪器设备总值1亿2千余万元，学校图书馆总面积7800平方米，馆藏文献量（含电子文献）达192万余册。

学校现有16个本科专业，涉及教育学、管理学、文学、艺术学、理学、医学6个学科门类。1979年开始招收硕士研究生，1986年获得硕士学位授予权，现已有11个硕士研究生专业。2010年，学校被教育部批准为具有推荐优秀应届本科生免试攻读硕士研究生资格的院校。2013年7月，被国务院学位委员会正式批准为“博士学位授予单位”，体育学一级学科被批准为“博士学位授权学科”。在2012年全国第三轮学科评估中，体育学一级学科位列全国体育学学科前10%，排第5名。学校现有全日制在校生6000余人，其中本科生5000余人、硕士研究生540余人，博士研究生14人。