Come dimostra il ritrovamento di un'antica tomba e del suo ricco arredo funebre, avvenuto nel 1888, il borgo di Talla ha origini etrusche. I primi insediamenti sono databili almeno al IV secolo a.C., ma il comune è ricco anche di testimonianze artistiche più recenti, come la chiesa di San Niccolò, Piazza Landi e la Badia della SS. Trinità.

Sorto sull'antica via Abaversa, che collega l'area con il Pratomagno, il borgo medievale è documentato a partire dal 1057. All'epoca è presente un "castrum", posto sulla confluenza del fosso Lavanzone con il torrente Capraia. Il castello è un possedimento di Ugo del Grifo, del quale si ipotizza una presunta appartenenza agli Ardinghi di Catenaia. L'atto che ci attesta l'esistenza della costruzione è un accordo tra Ugo ed il figlio Ardingo, redatto "in castro Talla".
Quello di Ugo del Grifo è un casato minore, rispetto alle crescenti famiglie feudatarie che di lì a poco cominceranno ad egemonizzare l'area dell'aretino. Nel 1249 il castello di Talla viene infatti acquisito dagli Ubertini di Chitignano, che lo domineranno per quasi un secolo, lasciando poi il posto ai Tarlati. Quest'altra nobile famiglia, che entra in possesso di Talla nel 1314, si assicura in quegli anni anche il dominio su Arezzo, attraverso la diocesi cittadina, retta dal vescovo guerriero Guido Tarlati. Alla sua morte gli Ubertini rientrano in possesso del borgo, nel 1327.
A metà secolo, con Arezzo ormai in ginocchio dinanzi allo strapotere della Firenze guelfa, la sorte di Talla sembra ormai segnata. Infatti, nel 1384 la Repubblica si annette tutte le aree rurali dell'aretino. La rocca e il territorio di Talla vanno a confluire nei confini della podesteria di Castel Focognano, inserita poi nel Granducato di Toscana. La "comunitas" di Talla vede riconosciuta la sua autonomia e la sua attuale estensione nel 1809. Entrata a far parte del Regno d'Italia, nel 1860, Talla è compresa nella lunga lista di comuni toscani danneggiati durante la Seconda Guerra Mondiale, in particolare a causa di un grande incendio nel 1944.