A Transbrasil foi criada pelo empresário Omar Fontana, em 5 de janeiro 1955 incialmente com o nome de Sadia S.A Transportes Aéreos, com sede em São Paulo. Operando incialmente com um Douglas DC-3 arrendado.
O nome Transbrasil só foi adotado em 1972. A Transbrasil também criou uma tradição por usar cores vibrantes em suas aeronaves.

Em 1974 a empresa recebeu seu primeiro Boeing 727, do qual chegou a ter 22 exemplares sendo a maior operadora desse modelo no país. Estes modelos foram ultilizados durante duas décadas, obtendo grande segurança e eficácia.

Boeing B727

Boeing B767-300, com o antigo padrão de pintura

 Chegou a operar também aeronaves modernas em sua época como os Dart-Herald e BAC 1-11 que foram batizados pela companhia como "Jatão".

Como parte de uma revolucionária modernização de sua frota, a Transbrasil comprou aviões de última geração logo no ínicio da década de 80, todos fabricados pela Boeing. Em 1983 a empresa foi a primeira a receber o Boeing B767-200 no hemisfério sul, iniciando serviços charters para Orlando. Já em 1986 iniciou o remodernização da frota doméstica, com o recebimento do primeiro Boeing B737-300 e dos B737-400.
Em junho de 1990 serviços diários são inaugurados desde Rio e São Paulo para Miami e Orlando. Em agosto de 1991, inaugura duas freqüências semanais entre Rio de Janeiro - São Paulo - Brasília sem escalas para Washington. E a partir de junho do mesmo ano a companhia recebeu mais 3 aeronaves Boeing B767-300ER.

Em 1992 a Transbrasil aumenta sua participação na Ponte Aérea Rio-São Paulo de 7% para 20%, o que representa um acréscimo anual de receita da ordem de US$ 25 milhões. Em fevereiro, passa a operar 6 freqüências para Washington e inaugura serviços para Nova Iorque. Em julho, os serviços passam a ser diários para Nova Iorque, sendo 4 via Miami e 3 via Washington. No anos seguinte a empresa recebe autorização para iniciar serviços para Buenos Aires, Moscou e Viena. No mercado doméstico, inicia serviços em regime de code-share com a Varig, nos trechos São Paulo - Goiânia, São Paulo - Foz do Iguaçu, Rio de Janeiro - Brasília.

Em junho de 1995, passa a servir Amsterdã e Viena, ligando estas cidades à Fortaleza, Rio de Janeiro e São Paulo. Com mais esta rota pioneira, a Transbrasil dá sua contribuição para o desenvolvimento turístico-econômico da região nordeste do Brasil.

Em outubro de 1998 a Transbrasil lançou seu novo esquema de pintura em suas aeronaves, ficando mais bela e moderna. Outras mudanças implementadas foram a criação de hubs, com remanejamento de horários e rotas para oferecer melhores opções aos passageiros. O hub da empresa está centralizado no aeroporto de Internacional de Guarulhos, como sustentação nos aeroportos de Brasília e Rio de Janeiro. A companhia voa para mais de 30 destinos brasileiro (incluindo rotas da Interbrasil Star).

737-400 com um esquema de pintura experimental
Em 1999 a Transbrasil foi seriamente com a desvalorização cambial. Passando por profundas mudanças desde então, sendo umas das mais visíveis a retração de sua malha internacional, onde foram mantidos apenas três vôos - Orlando e Miami nos USA e Buenos Aires na Argentina.

A grande novidade em 1999 foi o lançamento do Transpass, o programa de milhagens da empresa.

Boeing 767-200 com o atual esquema de pintura

 Ainda em 1999 a Transbrasil envolveu-se em profundas conversas com a TAM e em maio de 2000 surgiu um acordo operacional entre as duas empresas. O que gerou rumores de uma fusão entre ambas as companhias. Mas no final de 2000 o acordo foi cancelado. A Transbrasil teve alguns benefícios vísiveis com este acordo, como a redução de custos e incremento da ocupação de seus vôos.