Dưới thời nhà Nguyễn, thị trấn Trảng Bom ngày nay thuộc xã Đông Thành, tổng Phước Thành, huyện Phước Bình, tỉnh Biên Hòa.

Đến thời Pháp thuộc, vùng đất này sáp nhập vào xã Bình Trước, tổng Phước Vĩnh Thượng, quận Châu Thành.

Năm 1957, chính quyền Việt Nam Cộng hòa thành lập xã Trảng Bom thuộc tổng Phước Vĩnh Thượng, quận Châu Thành.

Năm 1963, quận Châu Thành đổi tên thành quận Đức Tu, xã Trảng Bom thuộc quận Đức Tu.

Năm 1976, xã Trảng Bom chia thành 2 xã Trảng Bom 1 và Trảng Bom 2 thuộc huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai.

Năm 1994, xã Trảng Bom 1 chia thành 2 đơn vị hành chính là thị trấn Trảng Bom (thị trấn huyện lỵ huyện Thống Nhất khi đó) và xã Sông Trầu.

Năm 2003, huyện Thống Nhất chia thành hai huyện Trảng Bom và Thống Nhất, thị trấn Trảng Bom trở thành huyện lỵ huyện Trảng Bom.

Ngày 11 tháng 5 năm 2019, Bộ Xây dựng ra quyết định công nhận thị trấn Trảng Bom là đô thị loại IV.