L'annuncio dell'arrivo in Formula 1 della Toyota fu fatto nel gennaio 1999 e la squadra debuttò nel 2002, dopo tre anni di test, con l'obiettivo a lungo termine di lottare per il titolo mondiale.

Decidendo subito di produrre insieme il motore ed il telaio alla propria sede, la Toyota dimostrò di impegnarsi completamente nel suo programma di Formula 1. La prima vera e propria vettura di Formula 1 della Toyota fu presentata il 23 Marzo 1999 sul circuito del Paul Ricard (Francia). Quell'evento segnò l'inizio di un grande programma di prove che durò per tutta la stagione 2001, con i piloti Mika Salo e Allan McNish. Durante questo programma la squadra si spostò su undici circuiti (di GP) attraverso il mondo, ma effettuò anche lunghe prove sul circuito del Paul Ricard, non solo per sviluppare la vettura ma anche per affermarsi come scuderia.

Nel 2002, Allan McNish e Mika Salo furono i piloti designati per questo anno di formazione. La squadra concluse la stagione in ultima posizione con soltanto due punti nel suo bottino. Prima della fine dell'anno, fu annunciato che entrambi i piloti sarebbero stati sostituiti dal veterano Olivier Panis e dal brasiliano Cristiano da Matta, campione in carica della serie CART. L'anno fu positivo ed i piloti segnarono un totale di 16 punti che valsero l'ottava posizione nel campionato costruttori.

Il 2004 doveva essere la stagione dei progressi seri per la Toyota che sperava di guadagnare posizioni grazie in particolare all'arrivo di Mike Gascoyne come direttore tecnico. Invece la stagione fu difficile per il team che segnò soltanto nove punti. Da Matta fu licenziato a metà campionato per essere sostituito prima con Ricardo Zonta, poi con Jarno Trulli.

Nel 2005 Panis assunse il ruolo di collaudatore alla Toyota mentre Ralf Schumacher e Jarno Trulli firmarono un contratto a lungo termine con la squadra di Colonia. Questa stagione segnò finalmente un grande passo compiuto nella direzione giusta grazie ad una TF105 competitiva sin dalla prima gara. Trulli salì tre volte sul podio nelle prime cinque manche del campionato, mentre Ralf segnò due arrivi nella top 3 nella seconda metà della stagione. La Toyota chiuse l'anno con un bottino di 88 punti ed il quarto posto nel campionato costruttori.

Dopo i passi in avanti compiuti nel 2005, il 2006 è stato una grande delusione per la squadra di Colonia, retrocessa in sesta posizione nel campionato costruttori. La TF106 non ha sfruttato al meglio le gomme Bridgestone nella prima parte della stagione e, al terzo round, Mike Gascoyne ha lasciato il suo ruolo di direttore tecnico. La struttura interna della squadra è stata modificata : Luca Marmorini e Pascal Vasselon hanno assunto rispettivamente la direzione del reparto motori e del reparto telaio. Tuttavia, la squadra ha segnato un totale di 35 punti, ossia 53 di meno rispetto al 2005.

Nelle prime otto gare, Jarno Trulli non ha segnato nessun punto, prima di ottenere diversi arrivi nella top 8 nella seconda metà del campionato. Da parte sua, Ralf Schumacher è stato più costante e ha offerto al team il suo unico podio dell'anno, al Gran Premio d'Australia.

Non ci sono molti cambiamenti per il 2007. Il team ha firmato un nuovo contratto di tre anni con Trulli, mentre Ralf Schumacher ha affrontato l'ultimo anno del suo contratto con la squadra. Franck Montagny ha raggiunto il team come pilota collaudatore. In ogni caso il 2007 ha rappresentato una grande delusione per la squadra che ha segnato soltanto 13 punti e ha concluso il mondiale costruttori al sesto rango : troppo poco per un team con risorse supposte illimitate.

Per il 2008 la marca nipponica ha fatto appello a sangue nuovo. Timo Glock, fresco campione del GP2, ha infatti preso il posto di Ralf Schumacher, il quale ha preferito rivolgersi al DTM. Il giovane tedesco ha affiancato Jarno Trulli. La squadra è ancora alla ricerca del primo successo, ma 56 punti e il quinto posto tra i costruttori sono il frutto di buoni progressi. Il 2009 sarà in ogni caso un anno critico perché la marca nipponica potrebbe rivedere il suo impegno in F1.