Ein Boriwo de Tharant wurde in einer Urkunde vom 21. Januar 1216 erwähnt, der erste Hinweis einer Burganlage, welche den Wettinern als Eingrenzung des Siedeldranges der Dohnaer Burggrafen diente. Am Ende vom 15. Jh. wurde die Burg vermutlich von Arnold von Westfalen modernisiert und war zur Jahrhundertwende Witwensitz der Herzogin Sidonie (von Podiebrad), der Mutter der Herzöge Georg und Heinrich.
Nach einer schweren Zerstörung durch Blitzschlag im 16. h. gab Kurfürst August die Burg auf und erlaubte den Bürgern der Siedlung den Abriss. Sie ist seitdem Besitz der Kommune.
1609 erweiterte Kurfürst Christian für Tharandt die Stadtrechte, ein Stadtsiegel und das Recht eines Jahrmarktes. Der Ort war zeitweise Sitz des Amtes Grillenburg-Tharandt.
Ende vom 18. Jh. setzte langsam der Tourismus ein. Amtschirurg Butter entdeckte 1792 die Sidonien- und Heinrichs-Quelle, so dass eine kurze Blütezeit als Badeort mit einer direkten Straßenverbindung durch den Plaunschen Grund nach Dresden entstand. Badegäste waren unter anderen Friedrich Schiller, Heinrich von Kleist und Johann Wolfgang von Goethe.
1811 gründete Heinrich Cotta, Beamter der sächsischen Forstvermessungsanstalt, eine private Forstlehranstalt. Tharandt wurde eine Wissenschaftsstadt. Handwerker und Gastwirte profitierten von der Entwicklung. 1816 wurde die Lehranstalt zur Königlich-sächsischen Forstakademie erhoben und im 20. Jh. als Forstliche Hochschule Tharandt in die Technische Hochschule Dresden eingebunden.
Der Bau der Dresden-Freiberger Chaussee durch den Tharandter Wald erfolgte ab 1826. Schon 1855 erreichte der Eisenbahnausbau die Stadt. Die private Albertbahn AG führte die Strecke 1862 weiter nach Freiberg. 1912 eröffnete die erste Kraftomnibuslinie nach dem Kurort Hartha.
Der Besitzer der Schlossmühle, Friedrich Ernst Schmieder, nutzte als einer der Ersten die Wasserkraft der Wilden Weißeritz und produzierte seit 1893 mit zwei Gleichstrom-Dynamo-Maschinen von Siemens & Halske je neun Kilowatt Strom mit einer Spannung von 110 Volt. Da die Wilde Weißeritz noch nicht reguliert war, musste die bei Niedrigwasser und Vereisung ausfallende Wasserkraft ersetzt werden. Schmieder, der auch Maschinenfabrikant war, behalf sich mit einer Akkumulatorenbatterie mit 65 Elementen für 112 Ah und einem Petroleummotor. Das Stromnetz von Friedrich Ernst Schmieder war, nach der Anlage in Olbernhau, das Zweite seiner Art in Sachsen.
