În conformitate cu dispoziția Ministerului Industriei de Gaze al URSS - Asociației Industriale pentru extragerea gazelor naturale în Ucraina (Укргазпром), în 1965 a fost înființată Direcția de construcție a gazoductului din Chișinău.
În anul 1967, Direcția de constructie a gazoductului din Chișinău a fost reorganizată și redenumită în Direcția raională Chișinău al administrației Gazprom din URSS. În anul 1971, Direcția raională Chișinău a fost reorganizată în stație de dispecerat din Chișinău al asociației de producere „Харьковтрансгаз”.
În 1975 stația de dispecerat din Chișinău a fost redenumită în sectorul liniar de producere din Chișinău a gazoductelor magistrale. În același an, a întrat în funcțiune prima stație electrică de compresoare a gazelor în or. Tiraspol cu o capacitate de 20 mW. Concomitent a continuat construcția stației electrice de compresoare a gazelor de la Vulcănești cu aceeași capacitate. În 1976, ambele stații aprovizionau neîntrerupt cu gaze naturale nu numai teritoriul Republicii Moldova, Ucraina, cât și asigurau transportul de gaze către țările din regiunea Balcanică.
La 2 iunie 1987, pe baza stației de compresoare a gazelor Drochia, a fost creată Direcția liniară de producere Drochia a Asociației de producere „Прикарпаттрансгаз”. La 30 decembrie 1992, aceasta a fost reorganizată în Întreprinderea Republicană a conductelor magistrale de gaze „Moldovatransgaz” a Departamentului de gazificare a Republicii Moldova.
La 8 decembrie 1995, în baza procesului verbal nr. 3 al societății pe acțiuni „Газнабтранзит”, întreprinderea republicană a conductelor magistrale de gaze „Moldovatransgaz” a fost reorganizată în societate pe acțiuni de tip închisă „Moldovatransgaz”.
Ulterior, la data de 13 iulie 1999, în baza Hotărârii nr. 8 a Consiliului de Supraveghere al Societății pe Acțiuni „Moldovagaz”, societatea pe acțiuni de tip închis „Moldovatransgaz” a fost reorganizată în societatea cu răspundere limitată „Moldovatransgaz”.
În prezent, întreprinderea își desfășoară activitatea prin intermediul celor 3 sectoare din or. Chișinău, Vulcănești și Drochia, precum și a stației de măsurare a gazelor din or. Căușeni.