PT Semen Tonasa didirikan berdasarkan keputusan MPRS No. II/MPRS/1960 tanggal 5 Desember 1960, ditetapkan untuk mendirikan pabrik semen di Sulawesi Selatan yang berlokasi di Desa Tonasa, Kecamatan Balocci, Kabupaten Pangkep, sekitar 54 km sebelah utara Makassar. Pabrik Semen Tonasa Unit I merupakan proyek di bawah Departemen Perindustrian dan merupakan hasil kerja sama antara Pemerintah Indonesia dengan Pemerintah Cekoslowakia yang dimulai sejak tahun 1960 dan diresmikan pada 2 November 1968. Pabrik ini menggunakan proses basah dengan kapasitas terpasang 110.000 ton semen/tahun. Pada 1984 pabrik Semen Tonasa Unit I dihentikan pengoperasiannya karena dianggap tidak ekonomis lagi.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 54 tahun 1971 tanggal 8 September 1971, Pabrik Semen Tonasa ditetapkan sebagai Badan Usaha Milik Negara yang berbentuk Perusahaan Umum (Perum). Kemudian, dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 1 tahun 1975 tanggal 9 Januari 1975 bentuk Perum tersebut diubah menjadi Perusahaan Perseroan (Persero). Dengan demikian, PT Semen Tonasa merupakan BUMN Semen Pertama milik Pemerintah Indonesia yang berada di wilayah Indonesia Timur.
Dalam rangka memenuhi kebutuhan semen yang semakin meningkat, berdasarkan persetujuan Bappenas No. 032/XC-LC/B.V/76 dan No. 2854/D.1/IX/76 tanggal 2 September 1976 dibangun pabrik Semen Tonasa Unit II. Pabrik yang merupakan hasil kerjasama Pemerintah Indonesia dengan Pemerintah Kanada ini beroperasi pada 1980 dengan kapasitas 510.000 ton semen/tahun dan dioptimalisasi menjadi 590.000 ton semen/tahun pada 1991. Pabrik Semen Tonasa Unit II terletak di Desa Biringere, Kecamatan Bungoro, Kabupaten Pangkep, yang berjarak sekitar 23 km dari Pabrik Semen Tonasa Unit I.
Pada tahun 1982, berdasarkan persetujuan Bappenas No. 32 XC-LC/B.V/1981 dan No. 2177/WK/10/1981 tanggal 30 Oktober 1981 dilakukan perluasan dengan membangun Pabrik Semen Tonasa Unit III yang berada di lokasi yang sama dengan Pabrik Unit II. Pabrik yang berkapasitas 590.000 ton semen/tahun ini merupakan kerjasama antara Pemerintah Indonesia dengan Jerman Barat, Pabrik selesai pada akhir tahun 1984 dan diresmikan oleh Presiden Soeharto pada 3 April 1985.
Berdasarkan Surat Menteri Muda Perindustrian No. 182/MPP-IX/1990 tanggal 2 Oktober 1990 dan Surat Menteri Keuangan RI No. S1549/MK.013/1990 tanggal 29 November 1990, dlakukan perluasan dengan membangun Pabrik Semen Tonasa Unit IV yang berkapasitas 2.300.000 ton semen/tahun. Pabrik berlokasi dekat Tonasa Unit II dan Unit III.
Tonasa V beroperasi secara komersil sejak 1 Pebruari 2013.Pabrik Tonasa V memiliki kapasitas terpasang 2,5 juta ton per tahun. Pabrik Tonasa V dan Pembangkit Listrik 2 x 35 MW diresmikan oleh Presiden RI Susilo Bambang Yudhoyono pada tanggal 19 Februari 2014.
Pada saat ini, pemegang saham Perusahaan adalah PT Semen Gresik (Persero)Tbk dengan kepemilikan saham sebesar 99,99% dan Koperasi Keluarga Besar Semen Tonasa dengan saham sebesar 0,01 %. PT Semen Gresik (Persero) Tbk sendiri sahamnya dimiliki mayoritas oleh Pemerintah Republik Indonesia sebesar 51,01%. Pemegang saham lainnya sebesar 48,09% dimiliki publik. PT Semen Gresik (Persero) Tbk. merupakan perusahaan yang sahamnya tercatat di Bursa Efek Indonesia.
Sejak 7 Januari 2013, PT Semen Gresik (Persero) Tbk berubah nama menjadi PT Semen Indonesia (Persero) Tbk sesuai hasil Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa (RUPSLB) di Jakarta pada 20 Desember 2012.