Уже в 13 в. на территории современного Таиланда существовало искусство боя голыми руками и ногами – май си сок. Позже, с образованием государства Аютия (Сиам), появилось новое боевое искусство – пахуют (букв. «многосторонний бой»), которое со временем стали также называть «муай-тай». Муай-тай получил широкое распространение в Аютии. Выдающихся бойцов зачисляли в королевскую гвардию и присваивали им дворянский титул. Муай-тай в обязательном порядке обучались принцы крови и аристократы. Долгое время он развивался как система жесткого рукопашного боя. Воин, овладевший приемами муай-тай, мог успешно продолжать бой, даже лишившись оружия.   

Легендарный воин Най Кхан Том считается «покровителем» тайского бокса. Во время войны с Бирмой в 1774 он попал в плен. У бирманцев существовало собственное боевое искусство – парму. Король Бирмы Мангра решил устроить поединок между тайскими боксерами и мастерами парму, чтобы выяснить, какое искусство сильнее. Най Кхам Том один сражался по очереди с десятью бирманскими мастерами без перерыва. Победив во всех десяти поединках, он получил свободу и вернулся домой национальным героем. До сих пор ежегодно 17 марта в Таиланде отмечается «боксерская ночь»: по всей стране проводятся бои в честь легендарного воина.   

В 1788 представители муай-тай впервые встретились на ринге с европейцами. Два мастера французского бокса, путешествовавшие по Таиланду, попросили у тайского короля разрешения провести поединок с местными бойцами. Старший инструктор министерства обороны Таиланда мастер Муэн План принял вызов и победил обоих соперников.   

Таиланд принимал участие в Первой мировой войне на стороне Антанты. Именно в это время информация о тайском боксе начала широко проникать в Европу. Плохо вооруженные тайцы произвели большое впечатление на союзников-европейцев своей физической подготовкой и превосходными навыками рукопашного боя. 

  В 1921, во время правления короля Рамы VI, муай-тай стал развиваться как вид спорта. Генерал Прайя Нонсен Сурендра Панди по поручению короля организовал на территории одного из колледжей Бангкока центр изучения муай-тай. В 1929 были приняты «модернизированные» правила. (Муай-тай и сейчас считается одним из самых жестких боевых искусств, а в те времена смерть или тяжелые увечья бойца во время поединка были обычным делом.) Земляные площадки заменили на ринг размерами 6ґ6 метров, огражденный канатами. Время поединка ограничивалось 5 раундами по 3 минуты с минутными перерывами (прежде поединок продолжался до тех пор, пока кто-то из противников не терял способность продолжать бой). Вместо традиционных кожаных ремней, которыми бойцы бинтовали руки, вводились боксерские перчатки. Защита ног не предусматривалась, но правилами разрешалось бинтовать голень и подъем стопы. Были введены 7 весовых категорий (прежде деления на весовые категории в муай-тай не существовало). 

В середине 1960-х годов в Европе и США начался подлинный бум тайского бокса. Именно тогда представители муай-тай предложили представителям других боевых искусств сразиться с ними. Вызов приняли мастера Кекушинкай-карате. Исторический матч состоялся 17 февраля 1966 в Бангкоке. С каждой стороны участвовало по 3 спортсмена. Матч закончился со счетом 2:1 в пользу мастеров Кекушинкай-карате. Тем не менее они по достоинству оценили муай-тай и взяли на вооружение некоторые его элементы. 

В 1984 была создана Международная любительская федерация тайского бокса (ИАМТФ). На сегодняшний день в нее входят региональные организации более 70 стран, это самое крупное из любительских объединений муай-тай. Параллельно действуют организации, проводящие профессиональные бои. С ростом популярности муай-тай во всем мире многие профессиональные лиги кикбоксинга (см. КИКБОКСИНГ) переключились на тайский бокс и его европейскую разновидность – тайкикбоксинг. 

Семикратный чемпион мира по фул-контакту и известный актер Чак Норрис называет муай-тай «спортом 21 века». В настоящее время предпринимаются шаги для признания его олимпийским видом спорта.