Solo con la trasformazione della vecchia Conf., formata da entità sovrane, in uno Stato federale fu possibile istituire il Tribunale fed., suprema istanza giudiziaria sul piano nazionale. Fino al 1798 esistette solo il Diritto confederale, che in caso di controversie tra i cant. prevedeva il ricorso all'Arbitrato. Pure durante l'Elvetica non vi fu una Corte fed., ma un Tribunale supremo quale organo dello Stato unitario. Durante la Mediazione si ritornò al procedimento arbitrale per dirimere i conflitti tra cant. Il Landamano della Svizzera aveva la facoltà di nominare dei mediatori; se questi ultimi non ottenevano i risultati sperati la decisione spettava alla Dieta fed. Assunsero un ruolo fondamentale i Concordati intercant., che tra il 1815 e il 1848 favorirono la creazione di un Diritto federale. Disordini ed eventi bellici tra il 1830 e il 1847 rafforzarono l'esigenza di una profonda riforma della Conf.
La Costituzione federale del 1848 che ne scaturì gettò le basi per la giurisdizione fed. e per l'elezione di un Tribunale fed.; inoltre portò all'emanazione della prima legge sull'organizzazione giudiziaria del 1849. Le competenze del Tribunale fed. erano molto circoscritte e si limitavano al Diritto privato e al Diritto penale. Nell'ambito civilistico giudicava in primo luogo vertenze tra cant. e tra Conf. e cant. non attinenti al diritto pubblico nonché determinate cause intentate da privati contro la Conf. Tutte le controversie di diritto pubblico rimasero di competenza delle autorità politiche; il Tribunale fed. se ne poteva occupare solo su incarico del Consiglio federale o dell'Assemblea federale. Queste due autorità potevano revocare sia sentenze giudiziarie sia atti di governi cant. In materia penale la Corte giudicava con il concorso di una giuria (assise fed.) su delitti contro la Conf. e altri reati politici (alto tradimento, rivolta e violenza contro le autorità fed., violazioni del Diritto internazionale pubblico). Erano deferiti alle assise fed. dalle autorità fed. responsabili della loro nomina anche i funzionari accusati di infrazioni di natura penale. Il Tribunale fed. era costituito da una sola Camera, composta da 11 giudici e 11 supplenti eletti per un mandato di tre anni dall'Assemblea fed. La Corte nominava autonomamente i propri cancellieri e funzionari, due giudici istruttori ordinari e, in caso di necessità, altri giudici istruttori supplementari. I giudici non erano professionisti. Potevano allo stesso tempo essere deputati dell'Assemblea fed., da cui provenivano in gran parte. L'incompatibilità sussisteva unicamente per i membri del Consiglio fed. e i funzionari eletti da quest'ultimo. Il Tribunale fed., privo di una sede fissa, si riuniva in sessione ordinaria una volta l'anno a Berna; il pres. designava il luogo delle altre sedute. Vigevano i principi dell'immediatezza e dell'oralità. Per la loro attività i giudici percepivano indennità giornaliere.
Fu solo con la Costituzione fed. del 1874 e la relativa nuova legge sull'organizzazione giudiziaria che il Tribunale fed. si trasformò in una Corte permanente, basata su una reale Separazione dei poteri, formata da nove giudici e nove supplenti designati dall'Assemblea fed. per un mandato di sei anni. La prima elezione richiese una ventina di scrutini. Pres. e vicepres. erano nominati per due anni. Fu imposta l'incompatibilità con altre cariche pubbliche. Ogni cittadino eleggibile al Consiglio nazionale poteva divenire giudice fed.
Quale concessione ai radicali romandi che, guidati da Louis Ruchonnet, nel 1872 si erano opposti alla revisione della Costituzione fed., i fautori di quest'ultima promisero di assegnare a Losanna la sede del Tribunale fed., per cui si erano candidate anche altre sei città. Nei primi anni la Corte dispose di una sola sala di lavoro. Sotto la direzione dell'architetto Benjamin Recordon, nel 1881-86 fu costruito un primo edificio a Montbenon (oggi sede del tribunale circondariale di Losanna), all'esterno delle mura cittadine. Lo stabile monumentale in stile neorinascimentale franc., realizzato con 15 varietà di pietre provenienti da tutta la Svizzera, presenta una facciata principale dalle sinuosità pronunciate ed è decorato da numerose statue e dipinti allegorici.
Le competenze del nuovo Tribunale fed. furono estese al diritto pubblico, vale a dire ai conflitti di competenza tra Conf. e cant., alle controversie di diritto pubblico tra cant. e ai Ricorsi di diritto pubblico inoltrati da cittadini che si sentivano lesi nei loro diritti costituzionali. Fino all'adozione della legge sull'organizzazione giudiziaria del 1893 risp. all'entrata in vigore del Codice civile (CC) del 1912, le autorità politiche continuarono però a decidere sui ricorsi inerenti una serie di diritti costituzionali fondamentali (libertà di credenza e di coscienza, libertà di culto, Libertà di commercio e di industria, Libertà di domicilio). In materia di giurisdizione costituzionale, le competenze del Tribunale fed. furono limitate: le Leggi promulgate dall'Assemblea fed., i decreti fed. di carattere obbligatorio generale e i trattati intern. esulavano infatti dal suo controllo. Con l'introduzione di un ricorso di diritto civile, precursore dell'appello, il Tribunale fed. ottenne anche la facoltà di esaminare le sentenze dei tribunali cant. di ultima istanza. In linea di principio, esso costituiva l'istanza di ricorso solo per l'applicazione del diritto fed.; la disamina del diritto cant. si limitava alla sua conformità con la legislazione fed. Sotto questo profilo, ancora all'inizio del XXI sec. la situazione rimaneva immutata. Venne inoltre stabilita la pubblicità delle sedute. L'entrata in vigore del Codice delle obbligazioni (CO, Diritto delle obbligazioni) nel 1883 comportò un ampliamento delle competenze. La legge sull'organizzazione giudiziaria del 1893 introdusse il rimedio giur. del ricorso. Di regola il Tribunale fed. poteva (e può tuttora) essere interpellato solo dopo aver esaurito tutte le istanze cant. Il numero dei giudici fu elevato a 14 e la Corte fu suddivisa in una Camera di diritto civile e una di diritto pubblico. Nel 1896 al Tribunale fed. venne attribuita la vigilanza sulle esecuzioni e i fallimenti, ciò che portò alla nomina di due ulteriori giudici e all'istituzione di un'apposita Camera. Nel 1904 si impose un ulteriore aumento dei giudici da 16 a 19. Il CC del 1912 attribuì al Tribunale fed. la funzione di istanza di ricorso per tutte le cause civili, sotto riserva di un valore litigioso minimo. I giudici, saliti a 24, erano suddivisi in tre Corti, una di diritto pubblico e due di diritto civile. La prima Corte di diritto civile si occupava soprattutto di procedimenti inerenti il CO, la seconda di quelli relativi al CC.
La mancanza di spazio nel 1913 portò a indire un concorso architettonico. Nel 1922-27 fu costruita, nel parco di Mon-Repos, la nuova sede in stile neoclassico, realizzata secondo i progetti di Louis-Ernest Prince e Jean Béguin (risp. del figlio Jacques Béguin dal 1918) e con la collaborazione di Alphonse Laverrière, rappresentante della Conf. La legge fed. sulla giurisdizione amministrativa e disciplinare (Diritto amministrativo) del 1928 affidò al Tribunale fed. parte della giurisdizione fed. in materia. Nel 1942 entrò in vigore il Codice penale. Venne quindi creata una Corte di cassazione penale, incaricata di vigilare sull'applicazione uniforme del diritto penale fed.
Nel 2011 il Tribunale fed. comprendeva due Corti di diritto pubblico, due Corti di diritto civile, una Corte di diritto penale nonché due Corti di diritto sociale. Queste ultime, che avevano sede a Lucerna, traevano la loro origine dal Tribunale fed. delle assicurazioni, creato nel 1917 e integrato nel Tribunale fed. nel 2007. Sempre nel 2011 si contavano 38 giudici, 19 supplenti e 127 cancellieri, contro nove giudici, nove supplenti e due cancellieri nel 1875. Nello stesso lasso di tempo il personale amministrativo è salito da otto a 155 unità. La prima supplente donna venne eletta nel 1972, la prima giudice fed. nel 1974. Nel 2011 11 donne ricoprivano la carica di giudice fed., e cinque quella di supplente. Nel 2010 si sono registrati 7367 nuovi affari e 7424 casi evasi. La base costituzionale del Tribunale fed. è data dagli art. 188-191 della Costituzione fed. del 1999. Nel 2000 popolo e cant. approvarono una riforma giudiziaria che diede alla Conf. la competenza di uniformare le procedure civile e penale e che introdusse la garanzia di un rimedio giur. per gli atti dello Stato (accesso al giudice). Dalla riforma scaturirono il Codice di procedura civile del 2008 e il Codice di procedura penale del 2007, entrati in vigore nel 2011. Furono inoltre istituite due autorità giudiziarie fed. di prima istanza, il Tribunale penale fed. (2004, con sede a Bellinzona) e il Tribunale amministrativo fed. (2007, provvisoriamente a Berna e Zollikofen, dal 2012 con sede definitiva a San Gallo), al fine di sgravare la Corte da numerosi procedimenti. Durante la procedura parlamentare di eliminazione delle divergenze, le Camere fed. rinunciarono ad attribuire al Tribunale fed. la facoltà di esaminare le leggi fed. sotto il profilo costituzionale (giurisdizione costituzionale). Come in passato, i cittadini possono quindi adire la Corte per una violazione dei diritti fondamentali da parte di una legge cant., ma non da parte di una legge fed.