1909 började judarna bygga Tel Aviv nordost om Jaffa. Tel Aviv var först en del av Jaffa, men blev en separat stad 1921. Tel Aviv växte snabbt i takt med att judiska invandrare anlände, främst från Europa.
Mellan åren 1925-1929 utformade den skotska stadsplaneraren Sir Patrick Geddes den första stadsplanen för Tel Aviv.
I början av 1930-talet började området vid Yarkons flodmynning att utvecklas i och med öppnandet av den internationella handelsmässan "Orient Fair" och öppnandet av "Tel Aviv Port" bredvid. På andra sidan Yarkons flod byggdes Reading Power Station och Sde Dov-flygplatsen.
Det var Israels första huvudstad när landet grundades 1948. Huvudstaden flyttades till Jerusalem 1949, men det israeliska försvarsministeriet och många utländska ambassader stannade kvar i Tel Aviv. De flesta israeliska regeringsavdelningar har kontor i Tel Aviv.
1950 slogs Tel Aviv och Jaffa (som kallas Yafo på hebreiska) ihop till staden Tel Aviv-Yafo. Tel Aviv-Yafo är stadens officiella namn, men den kallas nästan alltid Tel Aviv.
Tel Aviv fortsatte att växa snabbt under 1950- och 1960-talen. Den snabba tillväxten i Tel Avivområdet orsakade problem som luftföroreningar, slumområden och trafik som det tog fram till 2000-talet att åtgärda. De flesta invånarna i Tel Aviv bor i hyreshus.
Under Gulfkriget 1991 avfyrade Irak cirka 25 missiler mot Tel Aviv. Flera missiler och nedfallande spillror träffade bostadsområden i eller omkring Tel Aviv. Två personer dödades och omkring 7 500 lägenheter skadades.