1910年，清政府帮助车里土司平定了勐海土司和勐遮土司之间的内讧，同年，汉族商人张堂阶在勐海开设了勐海历史上的第一个茶庄。当时，勐年产茶叶不足两千担（每担相当于50千克），全部运往思茅加工。1923年以后，由于经缅甸、印度进入西藏的茶路的发现，很多人到勐海设立茶庄，压制茶叶后直接出境。
1939年初，刚成立的云南中国茶叶贸易股份有限公司决定派遣范和钧、张石城两先生赴勐海（当时叫佛海）调查茶叶产销情形，并筹建年产5000箱机制茶的实验茶厂。
4月，由云南省财政厅投资的“云南思普区茶叶实验场南糯山（当时南糯山归车里县管理）制茶厂”成立。
4月1日，范和钧、张石城由昆明出发，经大理、保山、腊戌、仰光、景栋等地，最终于5月26日到达佛海。
8月1日，南峤（在今勐海县勐遮）农场场长李升(字茂堂)率本公司技工25名赴佛海工作，月底到达。同月，招收9名本地学生进入进厂。
9月下旬，制茶十八日，计制成白茶一种，红茶三种，绿茶二种，砖茶二种，藏销紧茶一种，老青茶三种，合计得一千一百七十斤。
10月14日，范和钧离开佛海，茶厂由张石城代为管理。
1940年1月1日，“中国茶叶贸易股份有限公司佛海实验茶厂”（勐海茶厂前身）正式成立，范和钧任厂长。
2月27日，第二批工人、学生、职员队伍四十余人抵达佛海。
本年1月，由云南全省经济委员会认垫新滇币二十六万元，云南中国茶叶贸易股份有限公司及云南富滇新银行各认垫新币十二万元，成立云南全省经济委员会佛海服务社。范和钧暂任经理。
本年，佛海实验茶厂生产红茶93担，绿茶39担，圆茶400担（委托同昌号和玉溪人陈玺加工）。另外，云南全省经济委员会佛海服务社生产紧茶1000担。
1941年，佛海茶厂主要生产红末茶，同时，佛海茶厂和佛海服务社大量收购私商紧茶，从1941年秋到1942年春，收购紧茶超过一万两千担，部分运到葛伦堡销售，部分被炸，部分疏散在勐海各茶庄。
1942年，由于日军攻入缅甸，佛海茶叶出境通道被阻，同时，日机轰炸佛海，佛海茶厂大多数员工撤退，茶厂进入保管期，厂方物资由佛海服务社李拂一负责接收，刀国栋、周光泽等留守。
1943年，佛海茶厂生产高档白茶318市斤。
1945年，李拂一将部分1942年存留的紧茶卖给马鼎臣的鼎兴号。
1946年，佛海茶厂1942年所收购的紧茶数千担被售与思茅恒盛公，后者将这批茶全部销往西藏。
1947年，佛海茶厂留守的职员周光泽，利用佛海茶厂的油印机开办《佛海旬刊》，共出版10期。
1950年3月，佛海县临时人民政府接管佛海茶厂。茶厂共有：三层楼房一幢，二层楼房两幢，25千瓦发电机一台，18千瓦发电机一台，24千瓦发动机一台，2千瓦电动机一台，牛力发动机一台，烘茶机两台，切茶机一台，牛力揉茶机一台，平圆机一台，冲床、车床等多种。
1951年，省茶司派王兴、杨秉葵、唐庆阳等筹备恢复佛海茶厂的生产，王全面负责，杨负责行政，唐负责业务。1952年正式开工生产，少量加工红茶；大量收购青毛茶，同时收购私商洪记、可以兴、云生祥等茶庄生产的紧茶交省公司销售。公司名称为：“中国茶叶公司佛海茶厂”。九月十四日，由中国茶叶总公司统一注册「中茶」牌商标，注册证号为第8071号，并要求全国国营茶厂统一使用此商标，佛海茶厂的产品除藏销茶品外，都使用中茶牌商标。1984年以前，勐海茶厂全部出口茶和大部内销精致茶均须调至昆明，由“省茶司”再行分配转调。
1953年9月，茶厂更名为“中国茶业公司西双版纳茶厂”。同年接管了主要生产红茶的南糯山茶厂。由于公司业务、人事管理并不一致，因此，勐海茶厂很长时间没有正厂长，只有负责人，（副厂长中的一员），这些负责人中有：刘国栋、胡杰、严振儒、周培荣等。
由于当时全国的国营茶厂统一使用“中茶”商标，勐海茶厂作为中国茶叶公司的业务下属单位，茶厂名称的更改并不一定反映在包装上，旧的包装和图章仍可以使用。
1954年4月，佛海茶厂更名为“云南省茶业公司西双版纳茶厂”，茶厂开始加工紧压茶、绿茶。
1956年2月，更名为思茅专区勐海茶厂。中国茶叶公司改为中国茶叶出口公司。云南侨销圆茶和青毛茶均调广东省茶叶公司出口或重新拼配。
1957年，茶厂改隶云南省商业厅经济作物局。茶厂改革制茶机具，加工能力猛增。
1958年，勐海茶厂为解决运输难等问题，开始将勐海县调运公司内部的毛茶原料经过蒸软压成大方块运输，昆明、下关茶厂收到原料后再复蒸解块。
1959年，勐海茶厂开发出“勐海方茶”、“普洱方茶”、“勐海沱茶”、“勐海砖茶”等新产品。
1961年1月，更名为“勐海县茶厂”。新茶路1号现址和老茶厂自由街和平路8号同时使用。同年，中国茶叶出口公司改名为中国茶叶土产进出口总公司。
1963年1月，茶厂更名为“云南省勐海茶厂”。
1964年，勐海茶厂副厂长周培荣参与了云南省在勐海进行的云南大叶种茶全面测定和用云南大叶种制做高品质红茶的技术研究。
1966年，中国茶叶土产进出口公司云南茶叶分公司成立。
1967年，将心脏形的紧茶改为长方砖形，使用中茶牌商标。
1970年，中国土产、畜产进出口总公司成立，专营茶叶出口业务。茶厂又更名为“勐海县茶厂”。
1972年，中国土产、畜产进出口总公司云南茶叶分公司成立。我们现在所见到的“云南七子饼茶”大多是这一时期以后的。
1974年，生产普洱茶（熟茶）6担，以后逐年增加。当时，由于发酵技术的原因，勐海茶厂的高级别熟散茶（如三四级、五六级茶）因汤色、老味等指标达不到外商要求，因此，以“云南青”名义出口。
1976年，云外茶业字第84/45号文件为勐海茶厂普洱茶规定了如下七个茶号：云南七子饼75727682云南普洱茶7409274102云南青（茶）743427456274782。昆明的7581砖，7663沱、7763砖等茶号也在这一文件中给以规定。这里，散茶第三、四位、紧压茶第三位代表原料等级；散茶第五位，紧压茶第四位代但表茶厂，昆明茶厂1，勐海茶厂2，下关茶厂3，普洱茶厂4。
1978年，普洱茶（熟茶）的加工量跃居各精制茶之首。这一年，勐海全县共加工精制茶27797担，其中绿茶3675担，红茶7403担，紧压茶（普洱生茶）6936担，特种茶（普洱熟茶）9783担。
1982年，更名为“勐海茶厂”。周培荣去世。如果以范和钧为第一任厂长，周培荣是文革后被任命的勐海茶厂的第二任厂长。
1983年，云南七子饼茶获省优质产品、商业部优质产品称号。同年，唐庆阳被任命为第三任厂长，并于年底退休。
1984年，邹炳良接任勐海茶厂厂长，为勐海茶厂的第四任正厂长。
1985年，勐海茶厂应香港南天公司要求，创制出8582（生茶）、8592（熟茶）两种新茶号。
1986年，普洱茶10级、8级分获省优称号。
1988年，勐海茶厂在八达、布朗山开辟两个万亩茶园基地，为以后勐海茶厂的原料供应打下很好的基础。同年，勐海沱茶获全国营养食品“熊猫杯”银奖。
1989年，“大益”商标注册成功，作为茶厂自主品牌开始了海外市场推广。勐海茶厂此举是对中国土产畜产进出口公司要求属下各茶厂使用中茶牌商标时必须缴付使用费的一个对策。同年，普洱茶散茶79562、79092、79102获省优称号。
1990年，勐海沱茶、普洱方茶等获得省优称号。
1992年，“宫廷普洱”被授予云南名茶称号。
1993年，勐海茶厂重新调整、规范了各茶号普洱茶的拼配比例。1993年以后，政府组织的茶叶评奖渐渐被各种协会、活动组委会等所组织的评奖所代替，勐海茶厂获得过众多的金、银、铜奖，不录。
1996年1月，“勐海茶叶有限责任公司”挂牌成立，公司（茶厂）实行两块牌子、一套班子、独立核算的经营管理模式，开始多种经营，投资啤酒厂、玩具厂等领域。
1996年~1998年，卢云任厂长
1998年10月~2002年，阮殿蓉任厂长。
1999年，勐海茶厂获绿色食品和有机（天然）食品双认证。
2002年~2004年，郑跃任厂长。从2000年到2004年，勐海茶厂的产品丰富而多样，很多产品是经销商订制茶，部分还是来料加工茶，这使得大益茶的辨认成了一门复杂的学问。
2004年10月，云南博闻投资有限公司全面接手勐海茶厂。
2005年11月25日，勐海茶厂率先在西双版纳州取得食品生产质量安全（QS）许可证。
2006年1月1日，勐海茶厂全面启用包装防伪系统。