Областная детско-юношеская спортивная школа основана в 1959 году как детско-юношеская спортивная школа № 2 города Тамбова.
Первым директором ДЮСШ №2 назначен Н.М. Решетин. В учреждении культивировались следующие виды спорта: хоккей с шайбой, настольный теннис, баскетбол, волейбол, пулевая стрельба, футбол. Первый выпуск состоялся в 1962 году.
На основании приказа гороно № 199 от 25.12.62 года директором ДЮСШ № 2 назначен Леюис Валентин Борисович.
С 1965 года в ДЮСШ № 2 функционировали такие виды спорта как: настольный теннис, баскетбол, волейбол и футбол, с 1970 года - баскетбол, волейбол и футбол.
С 1970 года школу возглавил Павловский Василий Викторович.
С 20.07.1973 года директором ДЮСШ № 2 назначен Андреев Вадим Борисович.
В 1988 году ДЮСШ № 2 переименована в областную детско-юношескую спортивную школу.
С 1998 года учреждение возглавляет Елисеева Людмила Васильевна, Заслуженный работник физической культуры РФ.
2015 году школа переименована в Тамбовское областное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Областная детско-юношеская спортивная школа».
С февраля 2015 года по февраль 2018 года школу возглавлял Почетный работник общего образования Российской Федерации Куликов Александр Борисович.
С июня 2018 года ОДЮСШ руководит Трапезников Александр Анатольевич.
С июня 2021 года руководство ТОГБОУ ДО "ОДЮСШ" осуществляет Стрекалов Александр Сергеевич.
С октября 2022 года ТОГБОУ ДО "ОДЮСШ" возглавил Малахов Дмитрий Петрович.
В спортивной школе успешно функционируют пять отделений: волейбол, баскетбол, художественная гимнастика, спортивная гимнастика, адаптивный спорт. Среднее количество обучающихся составляет 670 человек.
ТОГБОУ ДО «ОДЮСШ» сегодня - это учреждение, которое координирует деятельность 28 детско-юношеских спортивных школ, 1 детско-юношеского центра и 1 детского центра физической культуры и спорта в вопросах стратегии развития массовой физкультурно-оздоровительной и спортивной работы.
ОДЮСШ осуществляет научно-методическую и экспериментальную деятельность. Участвует во Всероссийских научно-практических конференциях, областных научно-практических, межведомственных семинарах, всероссийских, региональных конкурсах. Осуществляет научно-экспериментальную деятельность, экспертизу образовательных программ, участвует в повышении квалификации педагогических работников образовательных учреждений.
Проводит различные виды мониторинговых исследований.
Ежегодно ОДЮСШ организует и проводит более 180 соревнований по различным видам спорта. Сборные команды области принимают участие в турнирах различных уровней и Всероссийских соревнований.
Имея богатый опыт организационно-методической работы, проведения и организации соревнований разного уровня, последние 5 лет ТОГБОУ ДО «Областная детско-юношеская спортивная школа» занимает призовые места в рейтинге УДОД ФСН субъектов Российской Федерации.
В 2008 году учреждение стало лауреатом регионального этапа III Всероссийского конкурса учреждений дополнительного образования детей в номинации «Школа», а также заняло III место в V Всероссийском конкурсе учреждений дополнительного образования детей физкультурно-спортивной направленности среди государственных учреждений.
В 2010 году в VI Всероссийском конкурсе учреждений дополнительного образования детей физкультурно-спортивной направленности среди государственных учреждений ОДЮСШ заняла I место.
В 2010, 2012 годах в рейтинге субъектов Российской Федерации учреждение внесено в Национальный реестр «Ведущие образовательные учреждения России» и стало призером конкурсного отбора для представления материальной поддержки лучшим областным и государственным учреждениям ДОД ФСН области.
Учреждение награждено Грамотой Федеральной специализированной ДЮСШ Олимпийского резерва за активное участие в IV Всероссийской акции «Спорт вместо наркотиков».
В 2013 году Победителями и призерами Всероссийских соревнований стали 90 обучающихся Тамбовской области, из них 2 обучающихся ТОГБОУ ДО «ОДЮСШ» вошли в сборную команду РФ и примут участие в Европейских летних играх Специальной Олимпиады в г. Антверпен (Бельгия).
В своей деятельности ОДЮСШ тесно взаимодействует с Министерством образования и науки, областным институтом повышения квалификации работников образования, институтом физической культуры и спорта при ТГУ им. Г.Р.Державина, Министерством по физической культуре Тамбовской области, комитетами по физической культуры и спорту городских и муниципальных округов области, областным врачебно-физкультурным диспансером, образовательными учреждениями.