Urmele epocii de fier (1200 - sec V î.H., epocã ce în prima ei parte coincide - dupã Hadrian Daicoviciu - cu cea a desprinderii din ramura tracilor nord-dunãreni a poporului geto-dacic, urmatã de încercarea, reuºitã, de a-ºi contura un profil de civilizaþie distinctã) se concretizeazã prin: cãni, vase, fragmente ceramice din cultura Hallstatt, vârf de lance din fier.
Dupã asimilarea sciþilor din secolele VI-V î.H., pe la mijlocul secolului al IV-lea î.H., în Transilvania, deci ºi în zona Târnavelor, îºi fac apariþia celþii care, dupã douã secole, sfârºesc prin a fi asimilaþi de populaþia autohtonã. În acelaºi muzeu se pãstreazã: un vas ceramic celtic, o urnã de înmormântare ºi o sabie celticã, gãsite de asemenea în zonã.
Civilizaþia autohtonã geto-dacã a secolului I î.H. - I d.H., culminând cu perioada celor doi mari conducãtori Burebista ºi Decebal "per Scorilo", este prezentã printr-o serie de descoperiri arheologice precum: vase de lut pentru provizii, ceºti, opaiþe, unelte de fier.
Dupã cucerirea Daciei de cãtre romani, fãcând parte din provincia romana Dacia Superior ºi apoi din Daciei Apullensis, localitatea precum ºi zona luncii Târnavei, au trãit, în perioada 106-271 d.H., o puternicã influenþã a culturii superioare a cuceritorilor. Din acea perioada, s-au gãsit: vase ceramice romane de diverse mãrimi, fragmente de vase, ac de pãr de bronz, monede romane (135 de denari gãsiþi la Dânbãu în 1921) etc. Se presupune cã în acea perioada, deasupra actualei fabrici de ceramicã de la pãdurea "Trei brazi", ar fi existat un castru roman. De la acesta provin cãrãmizile cu ºtampila LEG (10)XII G(emina) (CIL.III.8065, 1p) C(ohors) IVB (iorum) (CIL.III.8074,25), descoperite dupã rpimul rãzboi mondial. Existenþa acestui castru se poate justifica ºi prin faptul cã se a flã la jumãtatea distanþei între Potaissa (Turda) sau Apullum (Alba Iulia) ºi castrul de la Sãrãþeni, în amonte, pe Târnava Micã, de lângã Sovata de astãzi, pe un posibil "drum al sãrii" pornind de la Praid.
Dupã retragerea administraþiei romane (271 - 275 d.H.), populaþia daco-romanã din vetrele de pe Târnava Micã a trecut apoi, în decurs de o mie de ani, cu particularitãþile zonale ºi locale, prin etapele evoluþiei locuitorilor spaþiului carpatic: rezistenþa în faþa ÞvalurilorÞ migratoare (goþi, huni, avari, slavi, etc) ºi asimilarea acestora; formarea poporului român desfãºuratã odatã cu îmbrãþiºarea generalã a religiei mototeiste creºtine.
Prima atestare documentarã a Târnãveniului dateazã din anul 1278, numele de început al localitãþii Tychen Sent Marton gãsindu-se pe un act de înstrãinare ºi intrare în posesie a acestui domeniu, redactat de Capitlul din Alba Iulia în limba latinã.
În perioada evului mediu, localitatea s-a dezvoltat ca o aºezare de tip rural, cu agricultura ºi creºterea animalelor - ca îndelitnicire de bezã, ºi aceasta în cadrul unor proprietãþi ºi relaþii feudale. Descoperirile de secol XV - XVI sunt diverse cahle feudale ºi un ceas de ceramicã. În aceastã perioadã, în satul Boziaº, aflat la 2 km de localitate, (sat ce a relevat urme de locuire umanã din neolitic ºi care e atestat documentar anterior chiar Târnãveniului, mai exact 1260) este menþionat, la 1466, cneazul obºtesc Filip, iar la 1507, cneazul obºtesc ªtefan, ca micã nobilime localã româneascã.
Din anul 1476, localitatea a fãcut parte din salba de 7 sate de pe Târnava Micã ce, alãturi de Cetatea de Baltã, a fost donata de Matei Corvin, regele Ungariei, domnitorului Moldovei, ªtefan cel Mare.
Dezvoltarea economicã a fãcut ca în anul 1502, localitatea sã fie menþionatã ca târg-oppidum. Între 1610 ºi 1712, inclusiv dupã instaurarea stãpânirii hasburgice în Transilvania (1688), Târnãveniul devine sediul comitatului Târnava.
Marea rãscoalã din 1784-1785, condusã de Horea, Cloºca ºi Criºan, a gãsit adepþi ºi la Târnãveni ºi în comitat ºi asta mai ales cã la Boziaºul din apropiere a fost iniþiat chiar cu câteva luni faþã de cel al rãscoalei, un "Program antifeudal al iobãgimii din Boziaº" (Cfr. Ioan Ranca, "Românii din secuime ºi Rãscoala lui Horea", Ed. Pax Historica, Tg. Mureº, 2000, pag.93-95).
Progresul economic a determinat secolul al XVIII-lea ºi o creºtere a populaþiei localitãþii. Dacã în anul 1720 localitatea avea 73 de gospodãrii, cu aproximativ 400 de suflete, în anii 1784-1787 sunt consemnate 173 de gospodãrii cu 937 de locuitori, în marea majoritate iobagi ºi jeleri.
Din anul 1787, dateazã ºi prima emblemã heraldicã a comitatului. Elementul central al acesteia îl reprezintã pe grifon (animal fantastic, jumãtate acvilã, jumãtate leu) þinând în ghearã un ciorchine de strugure.
În tumultoºii ani ai revoluþiei de la 1848-1849, Târnãveniul a fãcut parte din „Legiunea a III-a, Cetatea de Baltã” (denumitã ºi "Marusiana" sau "Legiunea de câmpie"), spaþiu organizatoric militar al românilor delimitat, pe Târnava Micã, ântre Cãpâlna de Jos ºi Laslãul Românesc, iar pe Mureº, între Vidrasãu ºi Iernut. Prefectul legiunii a fost seminaristul de 24 de ani de la Blaj Vasile Moldovan (1824-1895), cel care ãºi va petrece apoi la Boziaº ultimii 40 de ani de viaþã, ocupând diverse funcþii administrative.
Din anul 1876, localitatea devine capitala noului judeþ înfiinþat Târnava Micã. Sfârºitul secolului al XIX-lea ºi începutul secolului al XX-lea au fost decisive din punct de vedere edilitar pentru a marca traiectoria urbanã a Târnãveniului. Astfel, în anul 1888 s-a realizat actualul Gimnaziu de Stat "Traian"; între 1889-1896 s-a construit sediul Prefecturii (actuala clãdire a Colegiului Tehnic); între 1896-1897 s-a construit actualul Spital Municipal; în anul 1898 s-a dat în folosinþã calea feratã Blaj-Bahnea, ce trecea prin localitate; în anul 1900 s-a ridicat Cazinoul funcþionarilor de stat, actualul sediul al Pompierilor; în anul 1902, s-a ridicat clãdirea Primãriei; între 1906-1908 s-a construit sediul Administraþiei financiare judeþene, actuala clãdire a ªcolii de arte ºi meserii "Constantin Brâncuºi".
Prin descoperirea în 1912, în apropiere, a gazului metan s-a dat localitãþii ºi o dezvoltare industrialã, predominând industria chimicã anorganicã ºi industria materialelor de construcþii. În aprilie 1912, Târnãveniul este ridicat la rang de oraº iar în anul 1913 oraºul a fost iluminat cu gaz.
Anii primului rãzboi mondial au fost ani frustranþi din punct de vedere al activitãþilor socio-economice, dar foarte activi în ceea ce priveºte emanciparea românilor urbei ºi zonei, ca parte a emancipãrii românilor din Transilvania ºi Banat, în vederea autodeterminãrii ºi unirii cu fraþii de peste Carpaþi. De pe fronturile "marelui rãzboi" nu s-a mai întors la Târnãveni un numãr de 32 ostaºi: 16 români ºi 16 maghiari.
La Marea Unire de la 1 Decembrie 1918 de la Alba Iulia, au participat 12 delegaþi oficiali din Târnãveni ºi Boziaº precum ºi preotul din Suplac Gheorghe Oprean, cel care în toamna aceluiaºi an, la Viena, în calitatea de preot-cãpitan, a fost secretarul "Senatului central al ofiþerilor ºi soldaþilor români din Ardeal, Banat ºi Bucovina", luptând pentru unire ºi care, ulterior, la Târnãveni, va revitaliza definitoriu biserica ortodoxã.
Între anii 1920-1926, localitatea va purta numele de Târnava-Sânmãrtin, pentru ca apoi sã revinã la denumirea de Diciosânmãrtin pânã în 3 mai 1941 (data publicãrii în Monitorul Oficial), când localitatea îºi schimbã numele devenind Târnãveni, denumire pãstratã pânã în zilele noastre.
În timpul celui de al doilea rãzboi mondial Spitalul orãºenesc, transformat în spital militar, a îngrijit în septembrie-octombrie 1944 peste 2000 de rãniþi de rãzboi, foarte mulþi aduºi de la Oarba de Mureº, în urma unor mari confruntãri militare. Pentru apãrarea oraºului au murit peste 250 de ostaºi români. Dupã cel de al doilea rãzboi mondial, într-o nouã reorganizare administrativã administrativã impusã de regimul comunist instaurat, în anul 1968, oraºul Târnãveni va aparþine judeþului Mureº, cu capitala de judeþ la Târgu Mureº.
În anul 1998, localitatea este ridicatã la rang de municipiu prin Legea nr. 205/1998.