Firma byla založena v roce 1934 jako opravárenská dílna inženýrem Hansem Trunkenpolzem v hornorakouském Mattighofenu. O tři roky později začala s prodejem motocyklů DKW, v roce 1951 začala pracovat na prototypu vlastního motocyklu, již za dva roky zahájila výrobu série KTM R 100 a přejmenovala se na Kraftfahrzeug Trunkenpolz Mattighofen. Jejích 20 zaměstnanců sestavovalo tři motocykly denně. V roce 1955 se stal významným akcionářem společnosti podnikatel Ernest Kronreif a firma pak byla přejmenována na Kronreif & Trunkenpolz Mattighofen. V roce 1957 KTM vyvíjí první sportovní motocykl, the Trophy 125cc,, se kterým roku 1968 vstupuje na americký trh, a roku 1959 zahajuje výrobu skútrů a mopedů. Pro své terénní motocykly společnost využívá motory Sachs, ale od roku 1970 produkuje motory vlatní výroby. Po smrti Ernsta Kronreifa v roce 1980 umírá o v roce 1982 i zakladatel Trunkenpolz, firmu přebírá jeho syn Erich Trunkenpolz a jméno firmy vrací na původní Kraftfahrzeug Trunkenpolz Mattighofen. V důsledku krize motocyklového průmyslu 80. let roku 1991 KTM vyhlašuje bankrot a rozděluje se na čtyři nezávislé firmy zabývající se radiátory, motocykly, jízdními koly a nástroji. Následujícího roku tedy zahajuje činnost společnost KTM Sportmotorcycle GmbH, o dva roky později se přejmenovává na KTM-Sportsmotorcycle AG, a postupně kupuje firmy Husaberg, výrobce sportovních motocyklů, a holandskou White Power Suspension. Titul Shana Kinga na mistrovství světa v motokrosu ve třídě 500cc a řada dalších úspěchů pomáhají společnosti v rozvoji a v roce 1999 se stěhuje do nově vystavěné továrny v Mattighofenu. KTM roku 2012 vstupuje i do nového mistrovství světa Moto3 se soutěžním motocyklem vyrobeným čistě v Rakousku a hned poprvé Sandro Cortese firmě vyhrává titul, o rok později to zopakuj. Ve stejném roce KTM kupuje motocyklovou značku Husqvarna.