آغاز تحولات ساختاري حمل و نقل كشور به حدود يك صد سال قبل برمي‌گردد. فرمان اميركبير در سال (1277 ه.ش) براي ايجاد بحريه نظامي، سرآغاز سازماندهي حمل و نقل كشور بوده است.
با بررسي سوابق تاريخي مشخص مي شود كه نخستين بار در سال (1285 ه.ش) اداره طرق و شوارع تأسيس گرديده است. در سال ( 1301 ه.ش) اداره‌كل طرق و شوارع در وزارت فلاحت و تجارت و فوائد عامه تشكيل مي‌شود كه از آن مي توان به عنوان نخستين ساختار سازماني اين بخش در كشور نام برد.
در سال 1309 امور مربوط به راه از وزارت ... فوائد عامه جدا شده و وزارت طرق و شوارع تاسيس مي‌گردد. در ادامه همين روند و با توجه به وابستگي شديد نهادهاي اقتصادي، صنعتي و كشاورزي كشور به راه و نياز به راه‌هاي اتومبيل رو، و در نتيجه، نياز به يك سازمان جديد، در سال 1315 وزارت راه با هدف تامين راه‌هاي ارتباطي كشور تشكيل مي‌شود.
در سال‌هاي 1345 و 1347 مجدداً تغييرات عمده اي در سازمان و تشكيلات وزارت راه به وجود آمد. در سال 1351 وزارت راه، تشكيلات منسجم تري يافت. در اين زمان سازمان هاي وابسته به وزارت راه، شامل راه آهن دولتي ايران، هواپيمايي كل كشور و مركز هواشناسي بودند.
اساسي‌ترين تغيير تشكيلاتي با تصويب قانون تغيير نام وزارت را هو ترابري در سال 1353 به وقوع پيوست. براساس اين قانون وظايف جامع تر و گسترده تر بر عهده اين سازمان نهاده شد و حمل‌ونقل به عنوان ركن اساسي در وظايف وزارت را ه و ترابري محسوب گرديد. سازمان بنادر وكشتيراني نيز به اين وزارتخانه انتقال يافت و آزمايشگاه فني و مكانيك خاك نيز به سبب ارتباط وظيفه با وزارت راه و ترابري جزء سازمان هاي وابسته به وزارت مذكور در آمد. سپس در سال 1354 به سبب گسترش فعاليت راهداري در سطح استان‌ها، اداره‌كل راهداري به معاونت اجرايي و راهداري تغيير شكل يافته و ادارات كل فني به منظور پشتيباني فني و عملياتي استان‌ها در اين حوزه ايجاد شدند.
در سال 1361 ادارات كل راه و ترابري استان‌ها در مجموعه حوزه معاونت پارلماني و برنامه‌ريزي قرار مي گيرند و با اصلاح عنوان معاونت راهداري به معاونت راهداري و هماهنگي امور استان‌ها به اين معاونت ملحق مي‌شوند. در همين سال عمده‌ترين تحول در ارتباط با حمل ونقل جاده اي، در تشكيلات مصوب با ايجاد يك شاخه معاونت در ستاد، تحت عنوان معاونت حمل و نقل جاد‌ه‌اي صورت مي‌پذيرد. ساختار تشكيلاتي مذكور قريب 10 سال ملاك عمل مي‌ماند.
در سال 1371 و در اجراي قانون تعديل نيروي انساني دستگاه‌هاي دولتي، تشكيلات وزارت راه‌وترابري مورد بازنگري قرار گرفت. در اين بازنگري معاونت‌هاي حقوقي و برنامه‌ريزي و ساختمان و توسعه راه آهن رسماً سازماندهي و داراي تشكيلات تفصيلي گرديدند. همچنين با تصويب قانون تاسيس شركت سهامي تامين ماشين‌آلات و تجهيزات راهداري و راهسازي، اداره‌كل تامين ماشين آلات منحل و جهت انجام بررسي‌هاي كارشناسي لازم، اداره كل مطالعات و بررسي‌هاي فني ماشين آلات ايجاد شد.
در تاريخ 03/08/1373، در پنجاه و هشتمين جلسه شوراي عالي اداري كشور، بنا به پيشنهاد مشترك وزارت راه و ترابري و سازمان امور اداري و استخدامي كشور با جدايي وظايف حمل ونقل جاده‌اي از پيكر وزارت متبوع و ادغام آن در شركت سهامي خاص پايانه‌هاي عمومي وسايل نقليه‌باربري، سازمان حمل ونقل و پايانه هاي كشور تاسيس شد.
براين اساس، مجموعه وظايف و پست هاي سازماني اين بخش از تشكيلات حوزه ستادي و ادارات كل راه‌وترابري استان ها حذف گرديد. به دنبال اين جابه جايي و به دليل ارتباط وظيفه اي سه واحد دبيرخانه شوراي عالي هماهنگي ترابري كشور، اداره‌كل وصول عوارض اتوبان‌ها و دفتر هماهنگي ترابري نيز به سازمان مزبور انتقال يافتند.
گرچه مصوبه شوراي عالي اداري درخصوص تاسيس سازمان به اواخر دوره برنامه اول توسعه ‌برمي‌گردد، ليكن عملاً تغييرات در دوره برنامه دوم توسعه به انجام رسيد. معاونت حمل و نقل در آخرين وضعيت سازماني خود به عنوان يكي از 9 معاونت وزارت راه و ترابري داراي چهار دفتر به نام‌هاي: استاندارد تدوين و مقررات، برنامه‌ريزي و آمار حمل و نقل، هماهنگي ترابري و امور حمل‌ونقل بين‌المللي و چهار اداره‌كل به نام‌هاي: ترافيك، امور مسافري، حمل و نقل بار و پشتيباني امور حمل و نقل و يك دبيرخانه به نام شوراي عالي ترابري بود. اولين نمودار تشكيلاتي سازمان كه تقريباً بدون هيچ تغييراتي تا زمان ادغام معاونت راهداري پابرجا ماند شامل حوزه رياست با سه دفتر، يك مديريت و يك دبيرخانه، سه معاونت با هشت دفتر و دو اداره‌كل در ستاد و واحدهاي استاني به تعداد استان ها بود. واحدهاي استاني نيز با دو سطح اداره‌كل و مديريت متناسب با وضعيت فعاليت و شرايط هر استان تعيين گرديدند.

سازمان در بدو تاسيس داراي دو شركت وابسته به نام‌هاي شركت حمل و نقل جمهوري اسلامي ايران و شركت حمل و نقل بين‌المللي جمهوري اسلامي ايران بود. در سال 81 طبق مصوبه شوراي عالي اداري، شركت حمل و نقل جمهوري اسلامي ايران از سازمان منتزع و به شركت راه‌آهن جمهوري اسلامي ايران وابسته گرديد و براساس مصوبه هيات وزيران در سال 82 انجام امور مربوط به واگذاري شركت حمل ونقل بين المللي جمهوري اسلامي ايران نيز به سازمان ابلاغ گرديده است.
همچنين در سال 1376 به پيشنهاد وزارت راه و ترابري و سازمان امور اداري و استخدامي كشور به منظور انطباق عنوان سازمان با وظايف و مأموريت‌هاي آن و نيز در راستاي هماهنگي با سازمان‌هاي مشابه بين‌المللي، عنوان سازمان حمل و نقل و پايانه‌هاي كشور به سازمان حمل و نقل جاده‌اي و پايانه‌ها تغيير يافت.
در آخرين تغيير تشكيلاتي، طي مصوبه شماره 74022/1901 مورخ 22/04/82 شوراي عالي اداري كليه وظايف، نيروي انساني، تجهيزات، تعهدات و اعتبارات معاونت راهداري وزارت راه‌وترابري به سازمان حمل و نقل جاده‌اي و پايانه‌ها منتقل و معاونت مذكور از تشكيلات وزارت راه‌وترابري حذف شد. طبق بند 5 مصوبه مذكور، وظايف و اداره امور دبيرخانه شوراي عالي ترابري كشور از سازمان حمل‌ونقل جاده‌اي و پايانه‌ها منتزع و به وزارت راه‌وترابري منتقل گرديد عنوان ‌سازمان به سازمان راهداري و حمل و نقل جاده‌اي تغيير نام يافت.
به رغم تشكيل اين سازمان، 9 سال طول كشيد تا تشكيلات رسمي آن مراحل استصوابي خود را طي كند. در تاريخ 17/03/91 نمودار كلان مصوب سازمان راهداري و حمل و نقل جاده‌اي مشتمل بر چهار معاونت، يك مركز، سه اداره‌كل، پانزده دفتر و سي و يك واحد استاني به صورت رسمي ابلاغ گرديد و بر اساس آن هويت تشكيلاتي مصوبه ادغام معاونت راهداري در سازمان حمل‌ونقلجاده‌اي و پايانه‌هاي شوراي عالي اداري مشخص گرديد.