Entreprise horlogère fondée en 1860 à Saint-Imier par Edouard Heuer. En 1864, il déménage son atelier à Brügg et en 1867 à Bienne.
En 1887, Edouard Heuer, affecté par le décès de sa fille Louise-Honorine remet les pleins pouvoirs à son fils Jules-Edouard. Son frère Charles-Auguste entre dans la maison en 1891 en tant qu'employé. En 1902, quelques années après le décès du fondateur en 1892, Jules-Edouard (décédé en 1911) et Charles-Auguste (décédé en 1923) deviennent propriétaires universelles de l'entreprise. En 1923, suite au décès de Charles-Auguste, ses deux fils Hubert et Charles-Edouard (décédé en 1974) se retrouvent à la tête de l'entreprise, qui devient alors une société en commandite simple « Edouard Heuer & Co ». 1958 marque l'arrivée d'une nouvelle génération avec Jack Heuer, fils de Charles-Edouard. En 1964, l'entreprise fusionne avec Leonidas pour donner naissance à « Heuer-Leonidas SA » ; le chiffre d'affaires double par rapport à celui de 1963. En 1985, l'entreprise rejoint le Tag Group (Techniques d'Avant-Garde) et devient « Tag Heuer ». Finalement, en 1999, elle est rachetée pat le Groupe L.V.M.H. (Louis Vuitton Moët Hennessy) pour 1,2 milliards de francs suisses. Après ce rachat, la production et la recherche et développement sont regroupées à La Chaux-de-Fonds.
Depuis 2000, Jean-Christophe Babin en est le PDG. En 2003, le service après-vente, dernier département de Tag Heuer encore à Saint-Imier, quitte cette commune pour s'installer également à La Chaux-de-Fonds.

Le premier succès de l'entreprise remonte à 1869 avec le dépôt d'un brevet pour un remontoir à couronne autonome, sans clé. Dès 1882, elle se lance dans la fabrication de chronographes en grande quantité et en 1889, lors de l'Exposition universelle de Paris, elle reçoit une Médaille d'argent pour ses chronographes de poche. Dès 1910, l'entreprise se spécialise dans les chronographes sportifs. En 1911, elle lance le « Time of Trip », premier chronographe de bord pour avion et voiture qui, en 1920, va notamment équiper l'armée et la poste anglaise.
En 1916, Charles-Auguste invente les premiers compteurs de sport précis au 1/100e de seconde, le « Mikrograph » et le « Microsplit », puis le « Semikrograph » et le « Semicrosplit » précis au 1/50e. Le succès est au rendez-vous puisque la précision de ses chronographes permet à « Edouard Heuer et Cie » d'être le fournisseur officiel pour les Jeux Olympiques des années 1920 : Anvers (1920), Paris (1924) et Amsterdam (1928). Dès 1928, l'entreprise chronomètre des courses de ski alpin et dans les années 1930, les championnats du monde de bobsleigh à Caux-sur-Montreux.
En 1933 sont lancés les modèles Autavia, premier compteur de bord pour les voitures de course. L'entreprise est aussi présente dans le monde de la navigation avec la mise sur le marché d'un chronographe-bracelet étanche (1939) et des modèles « Solunar », montre avec indicateur des marées (1949), et « Mareographe », avec indicateur des marées et fonction chronographe (1950).
Le premier sponsoring sportif officiel date de 1969 avec le pilote suisse Jo Siffert. Par la suite, l'entreprise ne cesse d'être de plus en plus présente sur les circuits de Formule 1 : chronométreur officiel de la Scuderia Ferrari (1971-1979), partenariat avec McLaren Mercedes (dès 1985), chronométreur officiel du championnat du monde de Formule 1 (1992-2003), chronométreur officiel de l'Indy Racing League et des 500 Miles d'Indianapolis (2004). Ainsi, de plus en plus, Tag Heuer se profile dans le monde sportif. Chronométreur officiel des Jeux Olympiques de Lake Placid et Moscou (1980), l'entreprise est aussi très présente dans le domaine du ski (chronométreur officiel de la coupe du monde de ski alpin aux Etats-Unis et au Canada, 1989 ; chronométreur officiel des championnats du monde en 1999, 2001 et 2003) et de la navigation (première participation à la coupe Louis Vuitton et à l'America's Cup en 1995, sponsor de l'équipe Oracle en 2003, partenaire officiel du China Team en 2005).
En 1962, Tag Heuer est en outre la première marque horlogère suisse dans l'espace, portée par John Glenn à bord de la capsule Mercury Friendship 7.
Lauréate à deux reprises du Grand Prix d'Horlogerie de Genève catégorie Montre design (2002 et 2004) ainsi que de la catégorie Montre sport (2006 et 2008).
Dès 2008, la maque propose aussi des téléphones portables et accessoires de luxe. Elle est représentée dans le monde entier par des ambassadeurs de renommée internationale, d'abord des sportifs-ves puis plus tard aussi des acteurs-trices, tels qu'Ayrton Senna (1988), Mika Häkkinen (1993), Steve McQueen (2002), Tiger Woods (2003), Uma Thurmann, Brad Pitt, Maria Sharapova (2005), Fernando Alonso (2007), Leonardo DiCaprio (2009).