天池古称瑶池，唐太宗时曾在博格达峰下设立过“瑶池都护府”；“天池”大约出现在不到两百年前，可能是取天镜、神池两词各一字合成的，曾名海子、龙潭、瑶池、神池等；清乾隆四十八年（1783年），新疆都统明亮曾到博格达山、天池勘察地形，开石引水 。

1958年，沿三工河谷修建了一条直通天池的登山公路 。

1980年6月，新疆维吾尔自治区人民政府以博格达峰为中心，建立了天池自然保护区。

1982年11月，新疆天山天池被国务院批准为第一批44处国家重点风景名胜区。

1990年3月27日，联合国教科文组织批准中国温带荒漠区博格达峰北麓生物圈保护区加入联合国人和生物圈计划，它以保护博格达峰北麓的生物多样性与天池自然景观为主，为国内以及世界保护与合理利用荒漠提供样板。8月，由联合国教科文组织批准，以天山天池为中心，建立了博格达峰“国际人与自然生物圈保护区”保护网络。保护区面积约1600平方公里。

1993年，国家建设部批准《天山天池风景名胜区总体规划》。

2000年，天山天池被国家旅游局评定为首批国家AAAA级风景区；同时天池两线公路开通，形成了天池—达坂城—吐鲁番环形黄金旅游线路。

2004年，被列入中国湿地保护区名录。

2006年2月，被《环球游报》等全国31个省市都市报共同评选为“中国最值得外国人去的50个地方”之一。

2006年12月，被国际强势旅游组织评为全国15家“中国最佳旅游去处”之一。

2007年，成为国家旅游局评定的全国首批66处国家5A级风景旅游区；

2009年，被授予第五批国家地质公园称号，纳入第二批中国国家自然遗产预备名录 。

2013年，被列入联合国教科文组织世界遗产名录。

2014年）7月16日，国家文化部网站发布了《关于公示第四批国家级非物质文化遗产代表性项目名录推荐项目名单的公告》，新疆天山天池管理委员会申报的“西王母神话”入选该名录。

2014年7月23日，正式对游客开放运营的马牙山索道项目。

2014年09月03日，“天山天池地质灾害防治与生态保护关键技术及应用”通过。

2015年6月，天山天池的西王母神话列入中国第四批国家级非物质文化遗产代表性项目 。

2015年6月，天山天池举办中国健身名山登山赛天山天池站。