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日殖时期，台湾办有师范学校，但只限于初等教育师资的培养，中等以上教育师资的培养工作，且当时的教育乃殖民地教育，不能符合二次战後的需要。当时的行政长官公署乃决定筹设师范学院，于1946年6月5日于原台湾省立台北高级中学校址上正式成立台湾省立师范学院。
1946年台湾省立师范学院在台北成立，李季谷出任首任院长。
1955年春，台湾“教育部”秉承蒋介石革新教育之指示，贯彻“师资第一，师范为先”之政策，张其盷部长在行政院院会中，建议将台湾省立师范学院改制为大学。消息传开深获舆论的重视与支持，於6月5日正式改制为台湾省立师范大学，分设教育、文、理三学院。
1967年6月，政府为“统一培育师资，便於监督考核”，并配合省、市实施分治的原则，学校奉准於7月1日台北市改制为院辖市之日，以培养全国中等学校师资为宗旨，分设教育、文、理、艺术四学院。自1994年起，《师资培育法》实施，政府师资培育改采多元化政策，学校因应冲击，积极转型发展为综合大学。除原有培育中学师资的相关系所外，增设了因应高等教育发展及社会变迁所需的新系所。
台湾总督府高等学校的校舍，为井手熏所领导的总督府官房营缮课所设计，而由东京方面的神户组负责施工，同年完成讲堂。
师大的旧校舍包括礼堂等，都采用一种略带中世纪歌德建筑风格的形式，它的特色是将屋顶女墙作成古堡的城造型，门窗采用尖，并有凸出窗，以便引入较多的光线。讲堂的外观雄伟而庄严，内部虽经整修过，但现代化设备皆采隐藏式，手法高明。
2009年《泰晤士高等教育》QS世界大学排名调查，师大名列全球第501-600名的区间。其中艺术与人文排名第289名（台湾第4名）。
2010年QS亚洲大学排名调查，师大名列亚洲第104名（台湾第10名）。
2010年《泰晤士高等教育》QS世界大学排名调查，师大名列全球第451-500名的区间。其中艺术与人文排名第146名，社会科学排名第301-350名的区间。
2011年QS亚洲大学调查，师大仍名列亚洲第104名(台湾第12名)。
2011年《泰晤士高等教育》QS世界大学排名调查，师大再次名列全球第451-500名的区间。，其中艺术与人文排名第201名，社会科学排名第310名。
2012年QS亚洲大学排名调查，师大提升为亚洲第87名，首度进入亚洲百大的行列(台湾第10名)。
2012年QS世界大学语言学领域调查（参见语言学领域大学排行列表），师大名列101-150名区间。
2012年《泰晤士高等教育》QS世界大学排名调查，师大再次名列全球第451-500名的区间。
2014年QS亚洲大学排名调查，师大再次提升，进为亚洲75名。
2015年QS世界大学教育学领域调查，师大名列全球第22名，为华人师范教育最高排名的学校。
全球信息供应机构「汤森路透」调查公布，运动科学与体育领域，台师大排名全球第7
师大身为人文科学与基础科学的指标学校，出版了许多重要的学术期刊，已有多种被国家科学委员会人文及社会科学发展处和社会科学研究中心分别收录进台湾人文学引文索引核心期刊（THCICore）和台湾社会科学引文索引数据库（TSSCI），属于国家级重点人文社会期刊。
至目前，师大所出版被THCICore收录的期刊数位居全台前二；另外与国内另外三所学术机构：中央研究院、台湾大学、政治大学在TSSCI中被收录的社会科学类期刊数目，位居全台前四，足见以上机构在台湾人文社会科学界的学术影响力。