Společnost TVEL vznikla na základě nařízení ruského prezidenta č. 166 z 8. února 1996 O zlepšení řízení podniků jaderného palivového cyklu. Do září téhož roku byly vykoupeny akcie v dotčených společnostech a TVEL byl formálně začleněn do struktury dnešní korporace pro atomovou energii Rosatom.

Nejdůležitější etapou vývoje společnosti byl rok 2009, kdy se Rosatom rozhodl rozšířit působnost TVELu do dnešní podoby. Vznikla tak společnost, která pokrývá většinu činností přední části palivového cyklu od konverze uranu přes jeho obohacování, výrobu centrifug až po výrobu palivových souborů. Konsolidace aktiv vytvořila nové možnosti pro zvyšování efektivity výrobních podniků a výzkumných ústavů díky rozsahu činností a vzájemné synergii. V roce 2009 činily tržby společnosti 58 miliard rublů a v roce 2015 dosáhly 189 017 miliard rublů. Ve stejném časovém období se efektivita práce zvýšila z 3,8 milionu na 8,4 milionu rublů/osobu.

Dnes zaujímá TVEL přední pozici na světovém trhu se službami přední fáze palivového cyklu a zajišťuje dodávky paliva pro 78 energetických reaktorů nejen v Rusku, ale i v dalších zemích Evropy a Asie včetně Česka a Slovenska. Dále dodává palivo pro výzkumné reaktory v 8 zemích světa včetně Česka. Podíl TVELu na světovém trhu s jaderným palivem činí 17 % a na trhu obohacování uranu 36 % (společně s ruskou společností Technabexport). Portfolio zahraničních zakázek na příštích 10 let společností TVEL a Technabexport dosahuje 30 miliard dolarů.

TVEL neustále zlepšuje svou produkci a nabízí ruským i zahraničním odběratelům nové typy paliva s lepšími parametry. Příkladem je čínská jaderná elektrárna Tchien-wan (angl. Tianwan), která používá palivo TVS-2M s délkou kampaně 18 měsíců. Ruská Kalininská JE používá palivo TVSA-12PLUS, česká JE Dukovany palivo generace 2+ a maďarská JE Pakš palivo 2. generace se zvýšeným obohacením a s délkou kampaně 15 měsíců.