Miesto bolo osídlené asi od roku 800 pred Kr., prvá architektúra pochádza zo 4. stor. pred Kr. V neskorom predklasickom období (300 pred Kr. – 250 po Kr.) boli postavené hlavné pyramídy a chrámy. V roku 219 založil Yax Moch Xok tikalskú dynastiu. Do vyľudnenia mesta vládlo v meste celkovo 39 vládcov. Vo včasnom klasickom období bol Tikal dôležitým mestom v obchodnej sieti Teotihuacánu. Teotihuacán tu dokonca dosadil novú dynastiu.

Vrcholom lokality bola neskorá klasika, kedy Tikal ovládal veľkú časť južných nížin (tzv. Tikalské kráľovstvo). O vládu v Peténe bojoval s mestami ako Uaxactún, Naranjo, Caracol a Calakmul. V tomto období sa stavali veľké námestia, pyramídy, paláce a objavili sa mayské hieroglyfické a kalendárne nápisy, monumentálne sochy a podobne. Stély s dátumami sa stavali od roku 3. storočia (prvá známa 292) až do 9. storočia (869 posledný dátum z Tikalu). Stéla s vročením 292 sa považuje za najstaršiu datovanú mayskú pamiatku.

Umelecko-architektonický vrchol mesto dosiahlo medzi rokmi 600 a 800, potom prišiel úpadok – vyľudnenie a umelecká degenerácie. Tikal bol opustený v roku 899 (spolu s ostatnými mestami južných nížin).

Ako prvý európsky návštevník Tikal videl roku 1695 Avendaňo. Výskumy tu robila Pensylvánska univerzita v rokoch 1956 – 1971 pod vedením J. Dimicka a E. Schooka.