本校創於民國三十年四月一日，原係「台南州立台南工業學校」，位於台南縣永康市，初設機械、電氣、工業化學、土木、建築五科，招收國民學校畢業生，修業年限為五年，因值二次世界大戰，五年課程濃縮為四年。
民國三十四年八月台灣光復，改稱為台灣省立台南工業職業學校，修業年限為三年，由林全興先生代理校務，學校規模粗具。
民國三十五年初級部停招新生，開辦高級部，省令陳重先生任校長。
民國三十八年由辛仙椿接替。
民國四十年九月，奉令改稱為台灣省立台南高級工業職業學校。
民國四十二年二月，校長張宗炘先生蒞任，就原有職校基礎積極擴充教學設備。
民國四十四年八月，省立台南工學院附設工業職業學校併入本校，並開始實施單位行業訓練，加強實習，培養專業技能，改機械科為機工科，電機科為電工科，增設建築木工科。
民國四十七年七月，土木、化工科停招新生，改設製圖科，並附設工業職業補習學校。
民國四十八年秋奉令附設技藝訓練中心
，訓練社會失業青年。
民國四十九年七月，增設建築泥工科。五十一年建築木工、建築泥工兩合併為建築工科。
民國五十二年增設電子修護科。
民國五十三年增設化驗科、汽車修護科。
民國五十五年增設建築製圖科。
民國五十六年化驗、電子修護兩科增收女生。
民國五十七年增設板金工科及航空機具修護科，六十年增設鑄工科，六十一年增設空中教學補習學校。
民國六十三年張校長退休，省令高明敏先生接任。興建自強館、圓形教學大樓。
民國七十一年八月高校長奉准退休，省令前台灣教育學院職業教育學系系主任袁福洪教授接任校長。
民國七十六年增設資訊科。
民國八十二年八月袁校長退休，原省立東勢高工蔡本全校長奉派接掌本校。
民國八十九年二月一日改隸國立，校名改為國立台南高級工業職業學校。
民國九十一年二月，蔡校長退休，教育部中部辦公室核定教務主任廖茂枰老師兼任代理校長。
民國九十一年八月一日，原國立玉里高中鐘長生校長，遴選接掌本校。
民國九十五年八月一日，原國立白河商工李燦榮校長，遴選接掌本校。
本校日間部設機械、電機、電子、建築、化工四群共十二科 ( 機械、機械製圖、汽車、板金、鑄造、飛機修護、電機、電子、資訊、建築、建築製圖、化工 )另附設進修學校設機工、電工、機械製圖、建築製圖、汽車修護五科十七班，建教合作班設機械、電機、化工三科九班，延教班設電子、家電、微電腦製圖等科六班，其他技藝訓練中心，第二專長班、成人教育班、駕駛班等，成效卓著，貢獻良多。
近年來，本校為提升教學效益，積極訂定長期發展計劃，進行學校整體規劃，積極恢復停辦多年的小客車駕駛訓練班，期使汽車科教學結合社會需求，落實實習校學功能，編列學生宿舍建築工程預算，減輕學生長途通車勞累之苦，提高學習效果，積極規劃可容納全校師生共同集會之大型學生活動中心，以期提供整體宣導訓練成效。
本校對師資與設備的充實，行政運作知改善均極重視，近年來，在工業職業教育上更重要地位，不斷舉辦全省性各項職教活動，如全省職校校長會議、全省職校校區規劃會議。全省訓導主任會議、全省軍訓主管會議、全省高級職校能力本位研討會、觀摩會以及省伐私立中等學校動力機械科示範、全省工業安全教育講習會、全省工科特殊才能學生研習會、全省補校校務主任會議、全省職業輔導工作研討會、全國工職學生技能競賽、全省高職工科學生創造發表會、全國職校環保教育會議、全國工職設備整合工作等等，均能在全校同仁群策群力合作下完滿達成．並成立南區（高屏地區）教學資料推廣中心，建立校內辦伐室自動化體系，及參與全國工科新課程實施各項重要工作．本校教學認真，校風優良，莘莘學子，濟濟一堂，歷年參加工業學校技藝競賽，成績斐然，歷屆畢業生，為工業界爭先錄用，其繼續深造，學有所成，在大專教及學術研究或領導社會從事政經發展者，皆人才輩出，回首既往，瞻望將來，賴我全校師生再接再厲，共同努力，前途當未可限量也。
