Vào những năm sáu mươi của thế kỷ XX, tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn thành lập 3 trường Trung học Sư phạm, đó là Trường Trung học Sư phạm cấp I Bắc Kạn; Trường Sư phạm cấp II Bắc Thái (sau này là Trường SP 10+3 Bắc Thái) được thành lập ngày 23-11-1968 và Trường Trung học sư phạm Mẫu giáo (sau này là trường THSP Mầm non) năm 1969.
Cả ba trường Trung học Sư phạm có chung đặc điểm là ra đời trong hoàn cảnh đất nước chia làm hai miền. Các nhà trường đều trải qua nhiều lần sơ tán, di chuyển địa điểm. Cơ sở vật chất trường lớp không có gì, thầy trũ nhà trường đã khắc phục khó khăn, tổ chức phát bãi, san nền, chặt cây, dựng trường, mở lớp tổ chức hoạt động dạy học. Các thầy cô giáo phải tự sưu tầm, biên soạn tài liệu, chương trình, giáo trình, tư liệu tham khảo... để giảng dạy. Những khó khăn, vất vả của buổi ban đầu được tập thể các thế hệ cán bộ quản lý, giáo viên, nhân viên và HSSV từng bước tháo gỡ, đẩy lùi. Từ ngày thành lập Trường đến năm 1990, hàng chục nghìn giáo sinh các hệ đào tạo giáo viên Mầm non, Tiểu học và Trung học cơ sở đã lần lượt tốt nghiệp, ra trường và trở thành thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy trong mọi vùng, miền của tỉnh Bắc Thái và các tỉnh miền núi lân cận.
Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển giáo dục và kinh tế, xã hội trong thời kỳ mới, ngày 31-12-1990, UBND tỉnh Bắc Thái ban hành Quyết định số 159/CB về việc thành lập Trường Trung học Sư phạm Bắc Thái trên cơ sở sáp nhập, hợp nhất ba trường THSP của tỉnh. Địa điểm đặt tại Trường Sư phạm 10+3.
Thời kỳ này đất nước đang chuyển dần từ cơ chế quan liêu bao cấp sang nền kinh tế thị trường nên đời sống cán bộ, giáo viên gặp nhiều khó khăn. Trường đã động viên cán bộ, giáo viên khắc phục mọi khó khăn để hoàn thành mục tiêu chiến lược của giai đoạn này là phấn đấu về mọi mặt để nâng cấp thành trường Cao đẳng trong thời gian sớm nhất. Cơ sở vật chất được tập trung đầu tư xây dựng có trọng điểm. Hàng chục cán bộ, giáo viên được tạo điều kiện đi học các chương trình đào tạo sau đại học, chuẩn hoá đào tạo đại học cho các chuyên ngành đặc thù. Tháng 1- 1997, tỉnh Bắc Thái chia tách thành tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn, Trường THSP Bắc Thái đổi tên thành Trường THSP Thái Nguyên.
Với nỗ lực không mệt mỏi của các thế hệ thầy trò, ngày 30-5-1998, Thủ tướng Chính phủ ra Quyết định số 101/QĐ- TTg về việc thành lập Trường Cao đẳng Sư phạm Thái Nguyên trên cơ sở nâng cấp trường THSP Thái Nguyên. Lịch sử nhà trường đã bước sang trang mới - Trường CĐSP đào tạo đa ngành, đa hệ, nhiều trình độ khác nhau. Thực hiện cuộc vận động "Hai không" với 04 nội dung, đặc biệt là: "Nói không với đào tạo không đạt chuẩn và nói không với đào tạo không đáp ứng nhu cầu xã hội", Nhà trường đã và đang thực hiện các hoạt động tự kiểm định, đánh giá chất lượng giáo dục trường CĐ theo 10 tiêu chuẩn và 55 tiêu chí do Bộ GD-ĐT ban hành.
Về đội ngũ, hiện, Trường có 131 cán bộ, giảng viên và nhân viên, trong đó, trình độ T.s, Th.s: 55, Giảng viên chính 38, 03 giảng viên đang làm nghiên cứu sinh, 02 giảng viên đang học tập tại trung tâm đào tạo tiền tiến sĩ theo Đề án 322, 15 giảng viên đang học cao học trong và ngoài nước; đảng viên là 80 đồng chí. Đội ngũ cán bộ, giảng viên Nhà trường tích cực, chủ động tham gia các Dự án đào tạo giáo viên THSC, Dự án Việt - Bỉ... Nhiều giảng viên là chuyên gia cốt cán cấp Bộ, cấp tỉnh có uy tín về đổi mới nội dung, chương trình và phương pháp giáo dục phổ thông. Nhà trường đã không ngừng nỗ lực, phấn đấu vươn lên về mọi mặt, không ngừng được hoàn thiện về tổ chức, bộ máy cho phù hợp với mục tiêu phát triển. Hiện, Trường có trên 20 mã ngành đào tạo giáo viên Mầm non, Tiểu học, THCS có trình độ CĐ, 05 mã ngành Trung cấp Sư phạm và 04 mã ngành Trung cấp và CĐ ngoài Sư phạm. Từ năm 1998 đến nay, Nhà trường đã đào tạo được hơn 3.000 sinh viên tốt nghiệp CĐ Sư phạm, hơn 10.000 giáo sinh tốt nghiệp Trung cấp Sư phạm Mầm non và Tiểu học, hơn 500 HSSV đã tốt nghiệp các ngành ngoài Sư phạm, hàng nghìn giáo viên được bồi dưỡng, đào tạo chuẩn hóa trình độ Cao đẳng. Nguồn nhân lực do Nhà trường giáo dục và đào tạo luôn đảm bảo chất lượng và số lượng; đáp ứng nhu cầu phát triển giáo dục tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh lân cận.
Những cống hiến của Nhà trường với sự nghiệp phát triển giáo dục và kinh tế - xã hội của địa phương và khu vực trong 40 năm qua, Trường CĐSP Thái Nguyên vinh dự được Nhà nước tặng thưởng 03 Huân chương Lao động hạng Ba, 01 Huân chương Lao động hạng Nhì, cùng nhiều phần thưởng cao quý khác của Đảng và Nhà nước. Phát huy truyền thống 40 năm xây dựng và phát triển, Trường CĐSP Thái Nguyên tiếp tục nỗ lực phấn đấu về mọi mặt, xây dựng Nhà trường vững mạnh toàn diện; hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ năm học và các mục tiêu xây dựng, phát triển Nhà trường giai đoạn 2006-2010, xứng đáng là cơ sở giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực đạt tiêu chuẩn chất lượng cho tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh lân cận miền núi phía Bắc.