El Partido Socialista se fundó clandestinamente en Madrid, el 2 de mayo de 1879, en torno a un núcleo de intelectuales y obreros, fundamentalmente tipógrafos, encabezados por Pablo Iglesias. El primer programa del nuevo partido político fue aprobado en una asamblea de 40 personas, el 20 de julio de ese mismo año. El PSOE fue así uno de los primeros partidos socialistas que se fundaron en Europa, como expresión de los afanes e intereses de las nuevas clases trabajadoras nacidas de la revolución industrial.
El desenlace de la guerra civil abrió un periodo histórico difícil para la sociedad española, en general, y para los socialistas, en particular. Sin embargo, el PSOE durante el franquismo desarrolló una significativa acción opositora, participando en las huelgas de los años 50 y 60, enfrentándose a la dictadura en condiciones muy duras y sometido a una constante persecución policial. Ya en los años 70, el PSOE se convierte en una seria amenaza para el declinante régimen franquista, por sus relaciones con las fuerzas democráticas europeas y su imagen de partido socialista democrático dentro de España. En 1974 se celebra en Suresnes (Francia) el 26 Congreso del Partido, que elige a Felipe González secretario general. La legalización del Partido Socialista se produce en febrero de 1977. La creación, junto con otros partidos democráticos, de una coordinadora común de oposición y negociación, obliga a abrir un proceso de reforma política que desemboca en las elecciones democráticas de 1977, en las que triunfa la UCD, mientras el PSOE se consolida como el primer partido de la oposición.
En las primeras elecciones municipales de 1979 el PSOE obtiene 12.200 concejales y la mayoría de las alcaldías en las ciudades y capitales de provincia en las primera elecciones municipales de la democracia. Comenzó entonces la transformación social de nuestro país desde las instituciones más cercanas, que se consolidó con la victoria de Felipe González en las elecciones generales de 1982 con mayoría absoluta indiscutible de 202 diputados y 134 senadores socialistas que dedicó a profundizar y asentar la democracia e impulsar una importante serie de reformas, entre las que se destacan la profesionalización de las Fuerzas Armadas, la plena funcionalidad del modelo de Estado de las Autonomías, la reforma educativa, las medidas de saneamiento económico y el impulso a una legislación modernizadora en temas como la despenalización del aborto y la igualdad de la mujer. Todo ello permitió crear un nuevo clima de confianza ciudadana en las instituciones y la adhesión de España a los principales instituciones internacionales occidentales, sobre todo la UE en 1986. Por primera vez, la ciudadanía española podría votar en las elecciones al Parlamento Europeo un año después, en las que los y las socialistas obtuvieron 28 escaños liderados por Fernando Morán.
Entre las labores más apreciables de la «década del cambio» destacan la ampliación de la cobertura sanitaria a más de seis millones de personas que, hasta entonces, estaban excluidas del derecho a la prestación pública; el incremento del número de pensionistas en un 35%, concediendo un total de dos millones de pensiones nuevas a personas que hasta ese momento no percibían ninguna contribución; la ampliación de la cobertura de desempleo; la garantía de educación gratuita y obligatoria de los menores de 16 años y el fortísimo incremento del número de becas. En la primera década de Gobierno socialista se impulsó un programa de modernización de las comunicaciones sin precedentes en la historia de España, que dio como fruto la construcción de nuevas autovías, la modernización de toda la red de carreteras, la introducción del tren de alta velocidad y la puesta en marcha de un satélite de comunicaciones español, entre otros avances. Los 141 escaños conseguidos en las elecciones de 1996, aunque no permiten al PSOE seguir con su proyecto de gobierno, sirvieron para crear una oposición fuerte, una trayectoria que se mantuvo en las elecciones siguientes del año 2000, que también sirvió para alzar a José Luis Rodríguez Zapatero como secretario general.
En el año 2000, José Luis Rodríguez Zapatero es elegido secretario general en el 35º Congreso del partido bajo el lema «El impulso necesario». Cuatro años más tarde, Zapatero gana las elecciones generales del 14 de marzo, más de 11 millones de ciudadanos votan socialista, lo que se traduce en 164 diputados y 81 senadores. Comienza entonces una segunda transformación social de ochos años para la consolidación de derechos del Estado del Bienestar, iniciativas que permitieron al PSOE aumentar su representación parlamentaria a 169 diputados en el Congreso y 89 senadores en 2008, con medidas como la aprobación del matrimonio homosexual, la Ley de Dependencia, el cheque bebé, la ley antitabaco o la Ley de Igualdad.
En 2012 el 38º Congreso elige a Alfredo Pérez Rubalcaba como secretario general. Dos años más tarde, Pedro Sánchez se convierte en secretario general en las elecciones primarias. En 2017, la militancia eligió en primarias a Pedro Sánchez como Secretario General del PSOE, proceso en el que también concurrieron Susana Díaz y Patxi López. Las sesiones del Congreso se celebraron los días 16, 17 y 18 de junio bajo el lema “Somos la izquierda”.