Perustettiin itsenäiseksi kirkkoherrakunnaksi ja pitäjäksi noin 1500, jolloin vanha Porttaan emäseurakunta jaettiin Someron ja Tammelan seurakuntiin. Seurakunnan kirkkoa, joka rakennettiin hakatusta harmaasta kivestä 1500-luvun alussa, laajennettiin 1784 ja sn kuori rakennettiin uudelleen 1859. Tammelan kunta perustettiin 1868.
Seurakuntaan kuuluneista Ypäjä perustettiin Perttulan kappeliksi 1500-luvulla ja erotettiin Ypäjän nimellä itsenäiseksi kirkkoherrakunnaksi 1893. Jokioinen perustettiin kappeliksi 1631 ja Humppila ennen vuotta 1688, jotka molemmat itsenäisiksi kirkkoherrakunniksi 1893. Forssa perustettiin ja erotettiin itsenäiseksi kirkkoherrakunnaksi 1901. Torron rukoushuonekunta perustettiin 1810 ja lakkautettiin 1892, jolloin rukoushuone puerttiin ja hirret käytettiin kansakoulun rakennustarpeina. Tammelan papiston mainitaan pitäneen jumalanpalveluksia joka kahdeksas pyhä Torron neljänneksessä jo 1688.
Muut nimet
Portas
Kylät
Häivä, Hevonniemi, Hykkilä, Kallio, Kankainen, Kaukjärvi, Kaukola, Kuuslampi, Kytö, Letku, Liesjärvi, Lungas, Mustiala, Ojainen, Pappila, Patamo, Pikonkorpi, Porras
Naapuriseurakunnat
Papisto
Papiston palkasta tehtiin suostumus 27.1.1734, jossa luvattiin kappalaiselle palkanlisäystä, ja suostumus vahvistettiin 9.8.1734. Voisaatavista maaherran päätös 6.2.1755. Forssan tehtaalta papistolle tulleista maksuista keisarillisen senaatin päätöksessä 8.6.1877. Pitäjänapulaisia oli seurakunnassa ainakin vuodesta 1694, osittain emäseurakunnan kappeleita varten. Pitäjänapulaisen palkasta keisarillisen senaantin päätös 19.2.1885. Kappalaisen virkatalo sijaitsi ennen Portaksen kylässä, mutta vahidettiin myöhemmin Klemelän tilaan, joka vapautettiin ruotumaksuista kuninkaan käskykirjeellä 22.3.1695. Seurakunnassa oli koulunopettaja 1780-luvulta alkaen.
Kirkkoherrat
1529 Andreas Svenonius
1548–1554 Tuomas Nikolai
1557–1575 Matias Johannes Mulli
1576–1581 Johannes
1581–1621 Gregorius Martini Lepus
1624–1637 Ericus Matthiae Abogius
1638 Jacobus Matthæu
1639–1647 Michael Caspari Alstadius
1648–1671 Lauri Pietarinpoika Tammelinus
1673–1693 Isaacus Laurenti Tammelinus
1693–1713 Gabriel Gottleben
1717–1731 M. Johan Zidbäck Åboensis
1733–1772 Johan Amnell
1773–1807 Mikael Avellan
1809–1853 Nils Magnus Tolpo
1855–1899 August Edvard Granfelt
1901–1920 Nils Johan Almark
1922– Kaarle Korpela
Kappalaiset
1560 Matthias Johannis Mulli
1593–1603 Laurentius Matthiae
1677 Thomas
1673–1687 Jacobus Simolenius
1687–1722 Jacobus Tammelander
1722–1749 Johannes Barck
1750–1788 Gabriel Barck
1789–1811 Nils Berghäll
1812–1820 Karl Gustaf Gedda
1822–1838 Gustaf Adolf Gedda
1838–1873 Henrik Emanuel Söderborg
1874–1888 Adolf Krank
1888–1894 David Anton Aimonen
1895–1905 Emil Alfred Lindgren
Pitäjänapulaiset
1694 Mathias Tammelin, sotilaspappi
1694–1710 Laurentius Sarin
1709 Johan Barck
1711–1719 Ivar Vallenius
1722–1724 Henric Jacobsonius
1725–1731 David Vegelius
–1753 Johan Avellanus
1754–1770 Johan Borenius
1771 Nils Lignell
1772–1798 Johan Rangelius
1784–1796 Henrik Limnell
1798–1814 Adolf Nordgren
1815–1829 Karl Vilenius
1829–1833 Fredrik Vilhelm von Pfaler
1834–1847 Karl Fredrik Abelard von Qvanten
1848–1849 Bernhard Taxell
1850–1883 Karl Gustaf Mauritz Grönlund
1892–1895 Karl Konstantin Olander
1896–1922 Kaarlo Korpela, virka lakkautettiin
Ylimääräiset papit
1747–1754 Johan Borenius, kirkkoherran apulainen
1748–1770 Gustaf Barck, kappalaisen apulainen, kappalaisen viran armovuodensarnaaja
1749– David Wegelius, kirkkoherran apulainen
1769–1771 Nils Lignell, kappalaisen apulainen
1771–1774 Jakob Alander, kirkkoherran apulainen
1775– Johan Höglund, kappalaisen apulainen
1789–1792 Johan Gustaf Wanochius, kirkkoherran apulainen
1800–1805 Nils Israel Berghäll, kirkkoherran apulainen
1806–1809 Daniel Ekvall, kirkkoherran apulainen, välisaarnaaja
1811–1812 Gabriel Fortelius, kirkkoherran apulainen
1813–1815 Anders Lundén, kirkkoherran apulainen
1824–1827 Fredrik Elers, kirkkoherran apulainen
1829–1830 Berndt Fredrik Gedda, kirkkoherran apulainen
1831–1838 Bernhard Taxell, kirkkoherran apulainen
1838–1840 Erik Vilhelm Rangelius, kirkkoherran apulainen
1840–1844 Johan Reinhold Hammarén, kirkkoherran apulainen
1847–1850 Karl Gustaf Mauritz Grönlund, välisaarnaaja
1849–1853 Karl Kasimir Bernstedt, kirkkoherran apulainen
1853–1855 Johan Ludvig Favorin, virka- ja armovuodensaarnaaja
1858–1861 Axel Richard Mauritz Creutlein, kirkkoherran apulainen
1872 Frans Nordlund, kirkkoherran apulainen
1873–1874 Matias Sandström, vt. kappalainen
1876–1878 Gustaf Edvard Lybeck, kirkkoherran apulainen
1878–1880 Johan Vilhelm Fontell, kirkkoherran apulainen
1880–1882 Frans Josef Bergh, kirkkoherran apulainen
1882–1883 Karl Simelius, kirkkoherran apulainen
1883–1887 Frans Edvard Silvander, kirkkoherran apulainen
1885–1887 Gustaf Alfred Tanner, vt. pitäjänapulainen
1887–1888 David Anton Aimonen, vt. pitäjänapulainen, kirkkoherran apulainen
1887–1890 Matti Tarkkanen, kirkkoherran apulainen, vt. pitäjänapulainen
1889–1891 Karl Johan Berg, kirkkoherran apulainen
1890–1892 Karl Konstantin Olander, vt. pitäjänapulainen, kirkkoherran apulainen
1892–1893 Karl Oskar Ahlström, kirkkoherran apulainen
1893 Aksel Sakari Renvall, kirkkoherran apulainen
1893 Gustaf Valfrid Stenros, kirkkoherran apulainen
1893 Aleksanteri Kulla, kirkkoherran apulainen
1893–1895 Frans Adolf Rudanko, kirkkoherran apulainen, vt. kirkkoherra
1895 Emil Oskar Ojala, kirkkoherran apulainen
1895–1896 Simo Oskari Korpela, kirkkoherran apulainen
1895–1896 Kaarlo Viktor Hurmerinta, vt. pitäjänapulainen
1896–1899 Juho Aukusti Päiviö, kirkkoherran apulainen, sijaiskirkkoherra
1900–1902 Mauno Brynolf Hoffrén, kirkkoherran apulainen
1901 Emil Edvard Elenius, kirkkoherran apulainen
1902–1903 Uno Ivar Vallenius, kirkkoherran apulainen
1903 Väinö Robert Konstantin Helle, kirkkoherran apulainen
1904–1905 Jalmari Nikolai Vuorela, kirkkoherran apulainen
1905–1909 Sulo Oskar Ludvig Soriola (Schöneman), vt. kappalainen, kirkkoherran apulainen
1907–1909 Akseli Einar Leiniö, kirkkoherran apulainen
1909– Kristian Johannes Sjöblom, vt. kappalainen
1909– Uno Adolf Sainio, vt. kirkkoherra
Arkisto
Tammelan seurakunnan rippikirjat alkavat vuodesta 1723, tilikirjat vuodesta 1654 ja historiakirjat vuodesta 1641. Seurakunnan vanhinta arkistoa säilytetään Kansallisarkisto Hämeenlinnassa ja aineistokokonaisuus kattaa vuodet 1628–1941.
Kansallisarkisto on digitoinut Tammelan seurakunnan vanhimmat kirkonkirjat noin 1860-luvulle saakka ja aineisto on vapaasti tutkittavissa Astia-palvelussa. Suomen Sukuhistoriallinen yhdistys (SSHY) on digitoinut seurakunnan nuorempia kirkonkirjoja. Alle 125 vuotta vanhojen aineistojen tutkiminen vaatii kirjautumisen yhdistyksen jäsensivuille.