สทท.ในส่วนภูมิภาค มีการกำเนิดก่อตั้งขึ้นในสมัยรัฐบาลของจอมพลสฤษดิ์ ธนะรัชต์ นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น ว่าต้องการที่จะพัฒนากิจการโทรทัศน์เข้าสู่ส่วนภูมิภาคของประเทศไทย เพื่อให้ประชาชนในแต่ละภาครับทราบข้อมูลข่าวสาร นโยบาย และการดำเนินงานต่างๆ ของประเทศให้รวดเร็วและทั่วถึงทุกภูมิภาค ดังนั้นรัฐบาลจึงอนุมัติเงินลงทุนจำนวน 25 ล้านบาท และมอบหมายให้กรมประชาสัมพันธ์ ดำเนินกิจการโทรทัศน์ในส่วนภูมิภาคครั้งแรกภาคละ 1 สถานี จำนวน 3 ภาค ซึ่งอยู่ช่วงที่พลเอกสุจริต จารุเศรณี อธิบดีกรมประชาสัมพันธ์ในขณะนั้น ต่อจากนั้นก็ได้วางศิลาฤกษ์ก่อสร้างอาคารสถานีวิทยุโทรทัศน์แห่งประเทศไทยที่จังหวัดลำปาง ขอนแก่น และสงขลา

ในช่วงยุค พ.ศ. 2510 และในช่วง พ.ศ. 2520 สทท.ในส่วนภูมิภาค ก็ได้มีการเพิ่มขยายในส่วนแต่ละแห่ง โดยขยายส่วนที่จังหวัดขอนแก่น คือให้จัดตั้งสถานีเครื่องส่งวิทยุโทรทัศน์จังหวัดอุบลราชธานี ส่วนจังหวัดลำปาง ขยายไปจัดตั้งสถานีเครื่องส่งวิทยุโทรทัศน์ จังหวัดเชียงใหม่ จังหวัดแพร่ ส่วนที่จังหวัดสงขลา จัดตั้งสถานีเครื่องส่งวิทยุโทรทัศน์จังหวัดสุราษฎร์ธานี จังหวัดภูเก็ต เป็นลำดับ

ตั้งแต่ พ.ศ. 2561 สทท.ส่วนภูมิภาค ยุติออกอากาศโทรทัศน์ระบบแอนะล็อกในแต่ละจังหวัดของประเทศไทย เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ทั้งนี้ สทท.ส่วนภูมิภาค ยังสามารถรับชมผ่านช่องทางโทรทัศน์ในระบบจานดาวเทียมไทยคม 5 ระบบซีแบนด์ระยะหนึ่ง และกลับมาออกอากาศ สทท.ส่วนภูมิภาค ผ่านช่องทางโทรทัศน์ภาคพื้นดินระบบดิจิทัล ในแต่ละภูมิภาค ทางช่องหมายเลข 11 เริ่มวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561 ออกอากาศวันละ 15 ชั่วโมง ตั้งแต่ 06:00 - 21:00 น.