Durch eine Schenkung im Jahr 1114 war das Kloster St.Blasien in den grundherrschaftlichen Besitz des Todtnauer Tals gekommen. Nachdem im 13. Jahrhundert die Anzahl und der Wohlstand der Bevölkerung durch den Silberbergbau erheblich gestiegen waren, erhielten die Todtnauer vom Kloster Sankt Blasien anno 1283 die Genehmigung zum Bau einer hölzernen Kapelle, in der ein Priester aus Schönau jeden Samstag eine Messe lesen durfte.
Im Jahr 1288 erteilte Abt Heinrich II. von Sankt Blasien gegen Zahlung von 100 Mark reinem Silber die Genehmigung, dass Todtnau zur Pfarrei erhoben, eine steinerne Kirche erbaut und ein Gottesacker angelegt werde. Die Unruhen zu Beginn des 14. Jahrhunderts verschonten auch das Obere Wiesental nicht. Abt Ulrich sah sich deshalb im Jahr 1321 veranlasst, alle Beteiligten (weltliche Herren, die ältesten der beiden Täler und die Klostervertreter) nach Schönau zu einer Versammlung einzuladen. Dort wurden auch die Rechte und Pflichten für Todtnau in einem „Talbrief“ mit 24 Artikeln bestätigt.
Der „Talbrief“ gab den Bewohnern verschiedene Rechte, ebenso war eine Neugestaltung der Abmachungen möglich, so zum Beispiel beim Dürrackerrecht aus dem Jahre 1519.
Während der Kriegsnöte des 17. und 18. Jahrhunderts musste sich die Talvogtei nach ihrer Einwohnerzahl an Verpflegung, Einquartierungen und Kriegskosten beteiligen.
Im Jahr 1809 wurde Todtnau durch Großherzog Karl Friedrich I. von Baden zur Stadt erhoben. Nach der Revolution von 1848 folgte eine wirtschaftliche Blüte, die Einweihung der Schmalspurbahn Zell-Todtnau im Jahr 1889 trug dieser Aufwärtsentwicklung der Bürsten-, Papier- und Baumwollindustrie Rechnung. Der Betrieb wurde 1968 aus betriebswirtschaftlichen Gründen eingestellt.
Der 19. Juli des Jahres 1876 war ein Schicksalstag für Todtnau.
Um die Mittagsstunde brach im oberen Dachraum der Papierfabrik auf unerklärliche Weise Feuer aus. Man hatte alles aufgeboten, das Feuer auf dem Herd zu dämmen. Die Todtnauer Feuerwehr und nahezu alle Männer konnten nur Fahrnisse retten. Es erwachte der Südwestwind, führte brennende Lumpen, Papierschnitzel und Papiermassen in die Lüfte und wo diese auf ein sonnendurchglühtes Dach in der Stadt fielen, brannte es lichterloh. Rasend schnell verbreitete sich die Feuersbrunst. Ehe die Leute, die dem Fabrikbrand hatten entgegentreten wollen, zurückkamen, standen ihre Häuser in hellen Flammen. Von einer Eindämmung des Feuers konnte keine Rede sein. Erst als im Laufe des Mittags die Feuerwehren und Löschmannschaften des ganzen Amtsbezirks herbeieilten und ihnen noch jene von Sankt Blasien, Menzenschwand, Bernau, Schopfheim und Wehr beistanden, vermochten die 23 Pumpen des Feuers Herr zu werden. Von dem heimeligen Städtchen waren nur noch die Häuser auf der Kandermatt, im Hinterdorf und jenseits der Wiese stehen geblieben.
Dem Feuer fielen 149 Gebäude zum Opfer, fast 1.000 Personen wurden obdachlos.
Bereits 1877 wurde ein neuer Stadtplan festgelegt, in welchem der Standort der heutigen katholischen Kirche sowie der großzügige Marktplatz berücksichtigt wurde.
In den Jahren 1904 bzw. 1920 wurden die Kraftwagenlinien zwischen Schönau-Todtnau-Freiburg sowie Schönau-Todtnau-Titisee geschaffen, um dem Wirtschaftsboom und dem beginnenden Fremdenverkehr Rechnung zu tragen. Nach den schweren Zeiten während des Zweiten Weltkrieges und der französischen Besatzungszeit blühte das Wirtschaftsleben nach der Währungsreform im Jahr 1948 wieder auf.
Die zunehmende Industrialisierung machte in den 70-iger Jahren den Firmen zu schaffen. Durch Fusionen oder Wechsel an geeignetere Standorte versuchten die Betriebe ihr Überleben zu sichern.
Anfang 1970 wurde in Baden-Württemberg eine Verwaltungsreform angestoßen, bei der 1972 Schlechtnau freiwillig als Ortsteil zu Todtnau kam.
1974 wurden im Wege der gesetzlichen Vorgaben die bisher selbständigen Gemeinden Todtnauberg, Muggenbrunn, Aftersteg, Geschwend und Präg-Herrenschwand zu Todtnau eingemeindet. Brandenberg-Fahl kam bereits 1939 als Ortsteil zu Todtnau.
Vor Ort sorgen heute drei Einkaufsmärkte, zahlreiche Einzelhandelsgeschäfte sowie eine Vielzahl an Handwerkern und Dienstleistungsunternehmen dafür, dass sich jeder in Todtnau rundum versorgen kann. Über 90 Gewerbetreibende sind im Verein Treffpunkt Todtnau e.V zusammengeschlossen und organisieren jährlich verschiedene Veranstaltungen. Vom Kindergarten über die Gemeinschaftsschule Oberes Wiesental, einer Musik- und Volkshochschule bis zum Alten- und Pflegeheim werden alle notwendigen Einrichtungen für Jung und Alt vorgehalten.