В 1970 году горкомхоз решил пустить по Тюмени троллейбусы. Праздничное открытие состоялось 30 апреля 1970 года в 12 часов дня. Первая линия составляла восемь километров и проходила по маршруту «Завод медоборудования – Моторный завод». Митинг по этому случаю снимало Тюменское телевидение. В газете «Тюменская правда» от 3 мая 1970 года опубликовали заметку «Троллейбус в Тюмени». Автор статьи отмечал, что за рулем первого троллейбуса, который выехал из депо, был Сергей Пыхтеев, водителями трех других машин стали Светлана Пыхтеева, Юрий Дунаев и Архип Мисюра. Постоянная эксплуатация троллейбусов в Тюмени началась 11 июня 1970 года.
Первые водители троллейбусов обучались навыкам и мастерству вождения в соседнем Челябинске до тех пор, пока Тюмень не получила право готовить сотрудников кадры самостоятельно.
В январе 1971 года было открыли два маршрута через центр города – № 1 «Музей – Моторный завод» и № 2 «Музей – Завод медоборудования». Еще через два года появились четыре маршрута, соединившие улицу Мельникайте с другими частями города. На рейсах работали троллейбусы марки ЗиУ-5.
Тюменское троллейбусное управление было организовали 1 декабря 1971 года. Первоначально установили 450 опор, проложили 15 километров кабельных линий и протянуто 28 километров контактной сети, построили два здания тяговых подстанций. Спустя полтора года построили полноценное троллейбусное депо, способное вмещать 50 машин.
К началу 1980-х старые модели троллейбусов заменили новыми – ЗиУ-9 и их дальнейшими модификациями. В 1986 году в городе работало 15 маршрутов электрического транспорта, началось освоение новых микрорайонов. В начале 2000-х контактную сеть дотянули до «Тюменского микрорайона» с перспективой проведения линии до аэропорта Рощино.
В середине 2000-х годов предприятие испытывало серьезные финансовые трудности. В городе осталось всего четыре троллейбусных маршрута, кабельные линии требовали постоянного ремонта. К 2008 году движение троллейбусов сократилось до двух, а чуть позже прекратилось.
5 октября 2009 года троллейбусную сеть демонтировали, по официальной версии: «из-за низкой востребованности данного вида транспорта». Теперь Тюмень – крупный город России, не имеющий электротранспорта.
Генеральный план Тюмени в 1980-е годы разрабатывался с учётом проекта по устройству в городе трамвая, который проходил бы и по заречным микрорайонам.
После закрытия троллейбусного движения машины хранились на территории депо до их дальнейшего списания, утилизации и продажи. В сентябре 2010 года несколько машин по договору аренды были переданы в Курган. В последующие три года остальную часть электротранспорта так же доставили в Курган, а некоторые из них стали запчастями.
После передачи последних машин в апреле 2013 года демонтировали контактную сеть, непосредственно в самом депо.
На этом история тюменской троллейбусной линии закончилась, не смотря на официальное существование предприятия.
