Sau khi thử nghiệm phát sóng vào ngày 1/5/1958, đài đã phát sóng lần đầu tiên vào ngày 2/9/1958, dưới cái tên Đài Truyền hình Bắc Kinh. Do nhu cầu ngày càng tăng, đài đã nhanh chóng phát sóng kênh thứ hai vào năm 1963 và kênh thứ ba vào năm 1969, tiếp theo là các chương trình phát sóng vệ tinh đồng bộ đầu tiên toàn quốc vào năm 1972. Bắt đầu từ ngày 1 tháng 5 năm 1973, đài truyền hình Bắc Kinh bắt đầu phát sóng trên kênh thứ hai vào thứ Ba, thứ Năm và thứ Bảy sử dụng hệ thống PAL-D, và hoàn toàn chuyển đổi sang phát sóng tivi màu vào năm 1977. Đài đổi tên sang CCTV vào ngày 1 tháng 5 năm 1978 [2]. Năm 2008, trụ sở mới của CCTV đã được đưa vào sử dụng.

Cuối những năm 1970, giống như nhiều đài truyền hình khác của Trung Quốc, CCTV chỉ có duy nhất một kênh. Vào thời điểm đó, chỉ có chương trình buổi tối, ngừng phát sóng vào giữa đêm. Trong suốt thời gian mùa hè và mùa đông, chỉ thỉnh thoảng mới có một chương trình được phát sóng cả ngày cho học sinh đang được nghỉ học. Vào năm 1980, CCTV thử nghiệm với các mục tin tức từ các phòng thu truyền hình địa phương và trung tâm thông qua sóng micro[3]. Đến năm 1985, CCTV đã trở thành một mạng lưới truyền hình hàng đầu ở Trung Quốc. Năm 1987, CCTV đã phát sóng Hồng Lâu Mộng - phim truyền hình 36 tập - bộ phim truyền hình Trung Quốc đầu tiên tham gia vào thị trường toàn cầu [4]. Trong cùng năm đó, CCTV cũng đã sản xuất 10216 chương trình cho 77 đài truyền hình nước ngoài.

Giống như nhiều phương tiện truyền thông tại Trung Quốc, CCTV bị cắt giảm trợ cấp Nhà nước đột ngột vào những năm 1990, và buộc phải tìm hướng đi cần thiết nhằm cân bằng giữa nội dung tuyên truyền và những nội dung giải tri hấp dẫn khán giả, để có thể kinh doanh quảng cáo thương mại.

Ban đầu, chính quyền Trung Quốc đã ban hành chỉ thị để kiểm duyệt các chương trình. Trong quá trình cải cách những năm 1990, Đảng Cộng sản Trung Quốc đã thông qua các tiêu chuẩn mới cho CCTV về "khả năng chi trả" và "có thể chấp nhận ", nới lỏng kiểm duyệt so với chính phủ trước đây [5]. Khả năng chi trả liên quan đến khả năng mua các chương trình, trong khi chấp nhận đòi hỏi một chương trình có nội dung chấp nhận được, ngăn chặn các chương trình phát sóng có chứa nội dung không phù hợp hoặc tổ chức chống lại Đảng Cộng sản Trung Quốc [6].

Ngày 2 tháng 9 năm 2008, trụ sở mới của CCTV được khai trương vào dịp kỷ niệm 50 năm thành lập CCTV.

Tháng 7 năm 2009, CCTV đã mở rộng phạm vi phủ sóng và đối tượng khán giả bằng cách tung ra dịch vụ CCTV- العربية, kênh quốc tế bằng ngôn ngữ tiếng Ả Rập[7]

Hiện nay, CCTV có 24 kênh, hầu hết trong số này phát sóng 24 giờ một ngày. Ngày 17 tháng 6 năm 2013, CCTV công bố Kênh tổng hợp, Kênh Tin tức, và 24 kênh công cộng khác bắt đầu phát sóng trên trang web mới của CCTV [8].

Từ 31/12/2016, các kênh quốc tế của CCTV tách thành một nhánh riêng, có tên là Mạng lưới Truyền hình Toàn cầu Trung Quốc (Chữ Hán giản thể: 中国环球电视网 Hán-Việt: Trung Quốc Toàn cầu điện thị mạng, Tiếng Anh: China Global Television Network, viết tắt là CGTN).