Né en 2001, TV On The Radio est un duo formé par le chanteur et acteur d'origine nigériane Tunde Adebimpe (apparu dans Jump Tomorrow de Joel Hopkins) et le guitariste/claviériste David Andrew Sitek (né en 1972) dont le premier album autoproduit s'intitule OK Calculator, en référence au disque de référence de Radiohead. Le son du duo est alors fortement teinté d'electro et de citations hip-hop, et très peu orienté vers le free jazz ou le rock qui seront les influences majeures des productions suivantes.
Basée dans le quartier de Brooklyn (New York), la petite formation s'étoffe avec les arrivées de Kyp Malone (guitare, synthés), Gerard Smith (basse) et Jaleel Bunton (batterie), et prend l'allure d'un groupe de rock indépendant original lorsque paraît en juillet 2003 le EP Young Liars sur le label Touch & Go, particulièrement remarqué par la critique locale. Il comprend notamment une reprise du « Mr. Grieves » des Pixies, et le hit underground « Staring at the Sun », inclus dans le deuxième album Desperate Youth, Blood Thirsty Babes (mars 2004). Le disque, habile cohabitation de rock nourri de jazz et d'electro, est acclamé par la presse et récompensé du prestigieux Shortlist Music Prize 2004.
Le suivant, Return to Cookie Mountain (juillet 2006), gagne en cohésion et en audience. Il inclut une participation discrète mais exceptionnelle de David Bowie (« Province ») qui a valeur d'adoubement, et de musiciens des groupes Blonde Redhead, Yeah Yeah Yeahs (Nick Zinner), Antibalas et Celebration. Cité dans tous les référendums annuels et primé par le magazine Spin qui consacre le disque « album de l'année », TV On The Radio concilie popularité et exigence, étant considéré comme un groupe à l'avant-garde du rock.
En 2007, les deux membres fondateurs exercent leurs activités annexes. Adebimpe joue dans le film de Jonathan Demme tandis que Sitek assure la production des albums de Yeah Yeah Yeahs, Liars, et le Anywhere I Lay My Head de l'actrice Scarlett Johansson. Il crée son studio Stay Gold et travaille à la production de l'album de Massive Attack (Weather Underground).
Après la publication d'une session live pour iTunes et de l'EP Live at Amoeba Music (mars 2007), enregistré chez le célèbre disquaire de la côte Ouest, le groupe repart en studio pour la genèse de son troisième album, l'excellentissime Dear Science publié le 22 septembre 2008. Cet échantillon de rock moderne, et couvert d'éloges par la critique, laisse place à une longue pause durant laquelle David Sitek se déguise en Maximum Balloon le temps d'un album et Kyp Malone fait de même avec Rain Machine.
En 2011, la machine TVOTR est relancée avec l'album Nine Types of Light, marqué par des influences funk et électroniques. Une semaine après sa sortie, le groupe annonce le décès à l'âge de 36 ans de son bassiste Gerard Smith, survenu le 20 avril 2011. Le musicien engagé en 2005 a succombé à un cancer des poumons. Malgré cette perte, TV on the Radio est décidé à continuer sans remplaçant. Plus de trois ans après, en novembre 2014, arrive le cinquième album Seeds, précédé du simple « Happy Idiot ».
