Transavia is eind 1965 opgericht door een Belgische en een Schotse particulier onder de naam Transavia Limburg N.V. en had destijds Maastricht Aachen Airport (Beek) als thuisbasis. Op 3 januari 1966 verleende het Ministerie van Verkeer en Waterstaat vergunning voor het uitvoeren van chartervluchten vanaf de luchthavens Beek en Zestienhoven. In het voorjaar van 1966 werden alle aandelen overgenomen door de Amerikaanse maatschappij Boreas Corporation uit Florida, die in juni 1966 John Block aanstelde als algemeen directeur. Block was ook betrokken bij Martinair Holland en heeft later Air Holland opgericht. 

Op 14 november 1966 werd de chartervergunning verleend om vanaf Schiphol te vliegen. De eerste commerciële vlucht vond op 16 november van dat jaar plaats onder de nieuwe naam Transavia Holland, waarbij het Nederlands Dans Theater en het Nederlands Balletorkest van Amsterdam naar Napels werden vervoerd. Eind 1966 had Transavia Holland de beschikking over drie DC-6 toestellen met een kleurenschema dat was ontworpen door Thijs Postma. 

Tot 1986 heette het bedrijf N.V. Transavia Holland. Het vloog toen ook naar bestemmingen als Iran, New York, Boston, Sydney, Biafra, India, Kenia en Brazilië. Sinds de jaren tachtig is de maatschappij meer actief in Europa en omstreken. Tot 1986 vloog de maatschappij met haar Boeing 707-vloot vele trans-Atlantische routes in opdracht van derden. Tot 1986 vond ook vrachtvervoer plaats waarbij in opdracht van derden zelfs vrachtvluchten op de DDR werden uitgevoerd. Na de overname door KLM is het bedrijf sterk ingekrompen. 

Transavia had al sinds 1968 landingsrechten op New York voor zowel personen- als vrachtvervoer. In 1974 is overwogen om drie stuks DC-10 30CF aan te schaffen. Als gevolg van de oliecrisis van 1973 is dit niet doorgegaan. 

In 1972 nam de KNSM (voorloper van Nedlloyd) een aantal aandelen van de Boreas Corporation over. KNSM zag Transavia als alternatief voor de stop te zetten passagierslijndiensten per schip. Successievelijk breidde de KNSM het belang in Transavia uit, tot het in 1977 100% eigendom was van de KNSM. In 1988 verkocht Nedlloyd 40% van haar aandelen aan KLM en 20% aan de Heeswijkgroep, bestaande uit AMEV, NORO en Kempen & Co. In 1991, het jaar waarin Transavia 25 jaar bestond, besloot de 

Nedlloyd groep haar restaandeel van 40% aan KLM te verkopen. Transavia werd een dochteronderneming van KLM. Tot 2003 bezat de Nederlandse Investeringsbank (NIB) nog 20%, maar vanaf dat jaar is Transavia een 100% dochter van Air France-KLM. 

Sinds december 2004 is de publieksnaam niet langer Transavia Airlines, maar is deze veranderd in transavia.com. De reden hiervoor is dat de website van transavia.com zo belangrijk is geworden voor het bedrijf, dat men dit ook in de naam tot uiting wilde brengen. Het bedrijf heeft Schiphol als thuisbasis en vervoert circa 5 miljoen passagiers per jaar naar vakantiebestemmingen in Europa en Afrika. De vloot bestaat uitsluitend uit Boeing 737-toestellen van de Next Generation: 10 stuks Boeing 737-700 (149 passagiers) en 18 stuks Boeing 737-800 (186 passagiers ). In het verleden vloog transavia.com met Boeing 737-200, Boeing 737-300, Boeing 757-200, Boeing 707-320, Airbus A300-B4, Airbus A310, BAe 146, Caravelles en Douglas DC-6's. Transavia.com is lid van ELFAA. 

Vanaf 2006 kreeg transavia.com een nieuw uiterlijk. Het cabinepersoneel kreeg nieuwe uniformen die zijn ontworpen door Broeckmans. Cockpitpersoneel draagt een nieuw uniform ontworpen door Oger. De vliegtuigen kregen een nieuw uiterlijk en interieur dat ontworpen is door het ontwerpbureau Landor. 

Transavia.com kondigde in 2008 aan om per november van dat jaar vliegoperaties te starten vanuit Denemarken. In eerste instantie zullen er drie Boeings 737 vanuit twee Deense luchthavens gaan opereren. Vanaf Billund vliegt transavia.com in opdracht van een touroperator op charterbasis, terwijl begin december vanaf Kopenhagen eigen lijndiensten naar tien bestemmingen worden gestart.