ไม่นานหลังจากการปฏิวัติเมจิในปลายคริสตศตววษที่ 19 รัฐบาลญี่ปุ่นรีบเร่งนำความทันสมัยมาสู่ญี่ปุ่น เพื่อที่จะก้าวทันประเทศต่าง ๆ ในทวีปยุโรป ผ้าไหมดิบของญี่ปุ่นคือ สินค้าส่งออกที่สำคัญที่สุด และสนับสนุนความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจในเวลานั้น แต่ระหว่างความนิยมนี้ โรงงานผ้าไหมญี่ปุ่นเริ่มที่จะเสียคุณภาพของผ้าไหม ซึ่งเป็นอันตรายอย่างรวดเร็วต่อชื่อเสียงของญี่ปุ่นในฐานะผู้ผลิตผ้าไหมดิบ ด้วยเหตุนี้รัฐบาลแห่งชาติตัดสินใจที่จะก่อตั้งโรงงานทอผ้าโทมิโอกะ เพื่อเป็นต้นแบบในการปั่นด้ายด้วยเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนมากที่สุด และพัฒนาคุณภาพของผ้าไหมดิบ

ใน ค.ศ. 1870 พอล บรูแนท (Paul Brunat) ผู้ซึ่งทำงานในบริษัทการค้าฝรั่งเศสในโยโกฮามะได้ค้นหาที่ตั้งที่เหมาะสมสำหรับโรงงานผ้าไหมในภูมิภาคคันโต และเลือกที่ตั้งนั้นในเมืองโทมิโอกะ การก่อสร้างเริ่มใน ค.ศ. 1871 และเสร็จสมบูรณ์ในเดือนกรกฎาคมปีถัดไป สามเดือนต่อมาโรงงานเริ่มดำเนินงาน ภายในโรงงานมีเครื่องจักรปั่นผ้าไหมกว่า 150 เครื่อง และคนงานหญิง 400 คน ทำงานในโรงงาน วิถีชีวิตของคนงานเหล่านั้นได้รับการบันทึกไว้ในสมุดบันทึกของวาดะ เอ (Wada Ei)

โรงงานทอผ้าโทมิโอกะมุ่งมั่นการผลิตผ้าไหมดิบคุณภาพสูง และแม้ว่าผ้าไหมเหล่านั้นได้สร้างชื่อเสียงด้วยคุณภาพของมันในต่างประเทศ แต่ธุรกิจผ้าไหมอยู่ในสภาวะขาดทุนโดยตลอด ถึงจะมีการลดราคาสินค้าแล้ว ทางโรงงานก็ยังคงขาดทุนอย่างหนักส่งผลให้รัฐบาลตัดสินใจขายโรงงานและโอนธุรกิจให้กับเครือมิตสึอิไฟแนนซ์ (Mitsui Finance Group) ใน ค.ศ. 1893 และใน ค.ศ. 1902 โรงงานถูกโอนอีกครั้งสู่บริษัทฮาระ (Hara Company)

ใน ค.ศ. 1939 (ปีที่ 14 ของยุคโชวะ) โรงงานทอผ้าโทมิโอกะถูกโอนสู่บริษัทคาตากูระอินดัสตรีส์จำกัด (Katakura Industries Co., Ltd) ซึ่งเป็นบริษัททอผ้าไหมที่ใหญ่ที่สุดในญี่ปุ่น โรงงานทอผ้าโทมิโอกะได้ช่วยเหลือความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของญี่ปุ่นอย่างมากระหว่างและหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 และในที่สุดโรงงานได้ปิดตัวลงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1987 แต่มันยังคงเป็นสถานที่ที่ได้รับการดูแลอย่างดีหลังจากได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นแหล่งประวัติศาสตร์ใน ค.ศ. 2005 และได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นมรดกโลกทางวัฒนธรรมโดยองค์การยูเนสโกเมื่อวันที่ 21 มิถุนายน ค.ศ. 2014