2014年1月，特斯拉的首席執行官埃隆·馬斯克接受采訪時提出計劃在中國興建生產工廠；2015年，馬斯克在來華時再次提出了在中國設立工廠的想法。因中美貿易關系的不穩定，特斯拉在中國本地生產的計劃越趨現實。

　　2017年6月，多家媒體報道該工廠落戶于上海南匯新城鎮工業區，特斯拉免費取得地皮與豁免，上海將以未來征收更多的稅收作為回報，特斯拉也是中國第一家外商獨資設立的汽車公司。

　　2018年5月10日，特斯拉在上海成立獨資公司；6月初，在特斯拉股東大會上，特斯拉披露了在中國上海建設美國以外首個工廠的計劃［7］；7月10日，馬斯克抵達上海，與上海方面簽署項目投資協議。

　　2019年1月7日，工廠正式開工建設，埃隆·馬斯克出席開工儀式。不到一年后，2019年12月30日上午，特斯拉將上海超級工廠的首批特斯拉 Model 3向十五位員工車主完成交付。

　　2020年1月7日，在正式交付典禮上，馬斯克宣布對外向一般大眾消費者交車，并且啟動中國制造Model Y項目［10］。而馬斯克起初推特該工廠僅供應大中華地區的想法，因為2020年冠狀病毒疫情影響美國的復工計劃，以及中國制造的生產線產能逐漸擴張并超越本土市場的需求的情況下，10月26日，特斯拉上海超級工廠開始向歐洲與澳洲等十多個國家出口電動汽車。

　　2020年底，特斯拉上海超級工廠投產Model Y。