Cấp bậc Đại tá Công an nhân dân Việt Nam lần đầu tiên được quy định bởi Nghị định 331/TTG ngày 1 tháng 9 năm 1959, quy định hệ thống cấp bậc Công an nhân dân vũ trang. Cấp hiệu Đại tá có 4 sao, 2 vạch.[1]

Ba năm sau, Pháp lệnh 34/LCT ngày 20 tháng 7 năm 1962 quy định thêm hệ thống cấp bậc Cảnh sát nhân dân[2].

Đến năm 1987, Pháp lệnh về lực lượng An ninh nhân dân Việt Nam ngày 2 tháng 11 năm 1987, quy định hệ thống cấp bậc An ninh nhân dân không có bậc Thượng tá. Lúc này, cấp hiệu Đại tá An ninh nhân dân có 3 sao, 2 vạch.

Năm 1989, Pháp lệnh về lực lượng Cảnh sát nhân dân Việt Nam ngày 28 tháng 1 năm 1989 quy định lại hệ thống cấp bậc Cảnh sát nhân dân tương tự như hệ thống cấp bậc An ninh nhân dân (tức là cũng không có bậc Thượng tá).

Năm 1992, 2 Pháp lệnh sửa đổi lại, khôi phục cấp bậc Thượng tá đối với hệ thống cấp bậc của An ninh nhân dân và Cảnh sát nhân dân. Lúc này Đại tá có 4 sao thay vì 3 sao như trước năm 1992.[3][4]

Từ năm 1998, 2 ngạch An ninh nhân dân và Cảnh sát nhân dân sử dụng thống nhất một hệ thống cấp hiệu như ngày nay. Cấp hiệu Đại tá Công an nhân dân Việt Nam có 4 sao vàng, 2 vạch vàng.