Город Тайга возник в конце XIX века в связи со строительством железной дороги, первоначально назывался «Томск—Таёжный»; железнодорожная станция была открыта в 1896 году.

На месте будущего города первопроходцы увидели громадное топкое пространство, мелкий чахлый лес, глинистую почву, скудные источники водоснабжения. Тем не менее по плану строительства именно в этом месте предполагалось построить ответвление железной дороги (была запланирована железнодорожная ветка на губернский центр — город Томск). Таким образом в соответствии с планом строительства началось возведение крупного железнодорожного узла, и к началу движения по ветке на Томск (в 1896 году) в данной местности первое здание депо уже было построено. Поначалу посёлок на месте будущего города именовался как посёлок Магистрал, затем был назван как Томск—Таёжный. После того, как в посёлке были возведены вокзал, депо, церковь во имя Андрея Критского (1898), а также Пророко-Ильинский храм (1906), римско-католический костёл, синагога, три кладбища, почта, школа и население достигло 10 000 человек, посёлок стал безуездным городом Тайга Томской губернии. 27 января 1911 года (по старому стилю) Тайга получила статус города.

Поскольку для снабжения водой паровозов нужно было значительное количество воды, то сначала её пытались добывать с помощью скважин и подавать на колонки через типовые водонапорные башни. Однако со временем воды стало катастрофически не хватать, и пришлось строить водовод с реки Яи, на которой построили плотину и рядом с ней — насосную станцию.

В настоящее время здание вокзала расположено так, что железнодорожные пути огибают его с двух сторон. Сейчас это крупный железнодорожный узел, где располагаются локомотивное и вагонное ремонтные депо, дорожно-техническая школа, Тайгинский институт железнодорожного транспорта — филиал Омского государственного университета путей сообщения.

Распоряжением Правительства РФ от 29 июля 2014 года № 1398-р «Об утверждении перечня моногородов» Тайгинский городской округ включён в категорию «Монопрофильные муниципальные образования Российской Федерации (моногорода), в которых имеются риски ухудшения социально-экономического положения».