Tarih boyunca pek çok kez el değiştiren Tournai, Roma döneminde Turnacum adını taşıyan önemli bir kentti. 5. yüzyılda Sal Franklarının eline geçti. 6. yüzyılda bir piskoposluk bölgesi oldu. Ticaret ve kumaş sanayi sayesinde zenginleşen Tournai özerkliğini kazandı ve 1188'de doğrudan doğruya Fransa'ya bağlandı. XV. yy'da kaliteli halılar üreten dokuma sanayi sayesinde büyük bir refaha kavuştu. 1513'te İngiltere kralı VIII. Henry tarafından ele geçirildiyse de 1518'de Fransa'ya geri verildi. 1521'de V. Karl'ın Felemenk topraklarına kattığı kent, 1543'ten sonra bir Kalvencilik merkezi oldu. 1560'larda Felemenklilerin İspanya'ya karşı verdikleri bağımsızlık mücadelesi sırasında bağımsızlık yanlılarını destekledi. Alessandro Farnese 1581'de kenti ele geçirerek yeniden İspanya'ya bağladı. İntikal Savaşı sırasında XIV. Louis'nin eline geçen (1667) kent, Utrecht Antlaşması'yla (1713) Habsburg hanedanına bırakıldı. Fransız Devrimi ve Napoléon Savaşları sırasında, 1794'ten 1814'e değin Fransa'nın yönetiminde kaldı. 1815'te Hollanda'ya geçen kent, sonra (1830) Belçika'ya geçti.
11-12. yüzyıldan kalma haç planlı Tournai Notre Dame Katedrali Avrupa'daki en güzel bazilika örneklerinden biridir. Ortaçağdan kalma öteki önemli kiliseler arasında St. Quentin, St. Jacques, Ste.-Marie-Madeleine, St.-Nicolas, Ste.-Marguerite ve St.-Brice sayılabilir. Yaklaşık 1188'de yapılan 72 m yüksekliğindeki Çan Kulesi, 13. yüzyıldan kalma Trous Köprüsü, yapımına 1668'de başlanan VIII. Henry Kulesi (1513-16), 18. yüzyıla ait belediye sarayı ve 1653'te ortaya çıkarılan I. Childéric'in (I. Clovis'in babası) mezarı öteki önemli tarihsel yapılardır.