1978年11月，時任大阪府知事黑田了一和大阪財界人士發起「大阪地區電視新台設立推進委員會」，向郵政省要求在關西地區設立新電視台。但由於受到來自既有各台的強烈反對，新台的播出範圍被迫由近畿地方全域改為僅限於大阪府。1980年6月20日，電波監理審議會正式決定將UHF19頻道給新電視台使用，並有63家團體申請執照。在佐治敬三等關西財界人士的撮合下，各團體同意以日本經濟新聞社為中心進行統合，以「大阪電視台」名義申請播出執照，並在同年10月17日正式獲得播出執照。1981年1月23日，大阪電視台舉行創立總會，並開始在日經大阪本社的相鄰處修建總部大樓，在生駒山修建訊號發射站。 1982年3月1日，大阪電視台正式開播，播出的第一個節目是《東山魁夷的世界·前往唐招提寺之道》。大阪電視台制定了「緊密在地、都市性、經濟」三大節目編排方針，播出節目中有53%是來自聯播網其他電視台的節目，47%是自主編排節目。開播翌年，大阪電視台和東京電視台、愛知電視台共組Mega TON聯播網，東京電視台系列的聯播網宣告成立。1985年，大阪電視台第一次轉播職棒阪神虎比賽，創下開播以來的最高收視率記錄，並在翌年增加阪神虎比賽轉播場次至11次。1992年，大阪電視台轉播的阪神對橫濱大洋的比賽更創下18.3%的收視率記錄。在1987年的開播5週年之際，大阪電視台舉辦了演唱會等一系列紀念活動。隨著經營狀況逐漸穩定，大阪電視台在1988年實現了第一次股票分紅，每股分紅30日元。 1992年，大阪電視台在開播10週年之際製作播出了《12億人的挑戰》、《古賀政男物語》等一系列特別節目，並在2月29日的開播10週年前夜播出了通宵直播特別節目。在J聯賽創建之後，大阪電視台在聯賽第一年就轉播了18場比賽。大阪電視台還在1993年轉播了世界盃預選賽日本對伊拉克的比賽，創下32.6%的開播以來最高收視率記錄。在海外合作方面，大阪電視台在1993年11月9日播出了耗時3年的中日合作大型歷史節目《三國志的大地》。因《三國志的大地》獲得好評，大阪電視台在1995年製作了中國大型歷史節目第二彈《西遊記的大地》。1993年度，大阪電視台的黃金時間收視率達5.2%，首次超過5%。同年度大阪電視台的晚間時段收視率亦有4.8%、全日收視率有2.4%。 隨著業務拓展令大阪電視台總部內空間不足，大阪電視台在1996年3月開始修建總部新館，並在1998年10月竣工。1996年4月1日，大阪電視台開設了官方網站。在同一年大阪電視台還和京都放送、SUN電視台共同製作了《三都夏物語》特別節目，加強和關西獨立UHF電視台之間的合作。大阪電視台在1999年度的黃金時段收視率達5.9%、晚間時段達5.3%，創出開播以來新高。 2003年12月1日，大阪電視台開始播出數位電視訊號，遙控器號碼也從類比電視時代的19頻道改為7頻道。在開播數位電視之際，大阪電視台啟用了通過公開徵集獲得的新商標。同年恰逢阪神虎獲得這一年的日本冠軍，大阪電視台在該球季共轉播了9場阪神虎的比賽，取得平均13.5%，最高21.7%的收視率。數位電視開播之後，大阪電視台確立了「經濟」「知性娛樂」兩大節目編排主軸。2006年，《感淚！時空時報》成為大阪電視台第一個在TXN聯播網播出的黃金時間節目。 2005年，大阪電視台購買了和總部相鄰了大手前中心大樓，計劃對該建築進行再開發。2021年，大阪電視台的新總部動工，並計劃在2024年遷入新總部。2024年5月13日，大阪電視台開始自新總部播出節目。
