Pátrání po tau zahájila v roce 1960 v CERNu skupina Bologna-CERN-Frascati (BCF) vedená Antoninem Zichichim. Zichichi přišel s myšlenkou nového sekvenčního těžkého leptonu, nyní nazývaného tau, a vymyslel metodu hledání. Experiment provedl na zařízení ADONE v roce 1969, jakmile byl urychlovač uveden do provozu, avšak urychlovač, který použil, neměl dostatečnou energii pro hledání částice tau.
Tau byl nezávisle předpovězen v článku Yung-su Tsai z roku 1971. Poskytl teorii pro tento objev a tau objevil v sérii experimentů v letech 1974 až 1977 Martin Lewis Perl se svými a Tsaiovými kolegy ze Stanfordského centra lineárních urychlovačů (SLAC) a skupiny Lawrence Berkeley National Laboratory (LBL). Jejich vybavení se skládalo z tehdy nového srážecího prstence
e+
–
e-
SLAC, zvaného SPEAR, a magnetického detektoru LBL. Dokázaly detekovat a rozlišit leptony, hadrony a fotony. Nedetekovali přímo tau, ale objevili anomální události:
Objevili jsme 64 událostí tvaru
e+
+
e-
→
e±
+
μ∓
+ nejméně dvě nedetekované částice, pro které nemáme konvenční vysvětlení.
Potřebu alespoň dvou nezjištěných částic ukázala nemožnost zachovat energii a hybnost pouze s jednou. Žádné další miony, elektrony, fotony ani hadrony však detekovány nebyly. Bylo navrženo, že tato událost byla produkcí a následným rozpadem nového páru částic:
e+
+
e-
→
τ+
+
τ-
→
e±
+
μ∓
+ 4
ν
To bylo obtížné ověřit, protože energie pro produkci páru
τ+
τ-
je podobná prahové hodnotě pro produkci mezonu D. Hmotnost a spin tauonu byly následně stanoveny na základě prací provedených v DESY-Hamburgu pomocí spektrometru s dvojitým ramenem (DASP) a v SLAC-Stanfordu pomocí přímého počítadla elektronů SPEAR (DELCO),
Symbol τ byl odvozen z řeckého τρίτον (triton, což v angličtině znamená „třetí“), protože šlo o třetí objevený nabitý lepton.
Martin Lewis Perl se v roce 1995 podělil o Nobelovu cenu za fyziku s Frederickem Reinesem. Ten získal svůj podíl na ceně za experimentální objev neutrina.