Les primeres agrupacions actuaren en 1880-82 a Barcelona, Manresa, Tarragona i Vilanova i la Geltrú, tingueren com a òrgan el setmanari El Obrero i influïren sobre les Tres Classes de Vapor. El 1886 hi havia nou agrupacions, i el 1888 els centres obrers socialistes de Barcelona, Mataró i Vic convocaren el congrés constitutiu de la Unió General de Treballadors (Josep Comaposada en fou president el 1892, però la força socialista perdé importància). El 1904 hi hagué un canvi en les relacions socialistes, i el moviment obrer i la Federació col·laboraren en la creació de la Solidaritat Obrera (1907). El 1908 Fabra i Ribas i Comaposada reorganitzaren la Federació i publicaren La Internacional; al segon congrés (juliol del 1909) assistiren 22 delegats de les províncies de Tarragona, Barcelona i Mallorca, en l’intent de crear una federació catalanobalear; hi fou aprovada l’oposició a la guerra del Marroc i foren promoguts mítings a Barcelona, Mataró i Sitges. La Federació participà en la vaga del juliol del 1909 (Setmana Tràgica) i Fabra i Ribas formà part del comitè central de la vaga. El 1915 eren uns 300 afiliats, i el 1916 Recasens, dirigent de la Federació i director del seu òrgan Justícia Social, publicat a Reus, aconseguí que en el quart congrés, celebrat a Tarragona, hom incorporés al programa la qüestió catalana, fet que comportà l’ingrés de catalanistes a la Federació, com Serra i Moret, Pla i Armengol, Comorera, etc. El 1923, però, es produí la divisió i la formació de la Unió Socialista de Catalunya. Durant la Dictadura la Federació no sobrepassà mai els 300 afiliats, i el 1931 tenia agrupacions a Barcelona (on s’enfrontaven una agrupació i la federació local), Mataró, Reus, Tarragona, Sitges, Manlleu, etc. El seu òrgan fou La Internacional, i dirigí la secció catalana de la UGT, la qual fou representada per Vidal i Rossell al Consell de la Generalitat. El 1932 tenia uns 1 300 afiliats, i el 1933 mantingué contactes orgànics amb la USC per efectuar la reunificació, que no s’assolí, la qual cosa significà el pas de Martínez Cuenca, Recasens i d’altres a la USC. El mateix 1933 establí un pacte electoral amb el Bloc Obrer i Camperol. Participà en l’Aliança Obrera i fou una de les quatre organitzacions que donaren lloc al Partit Socialista Unificat de Catalunya. Desapareguda formalment el 1936, l’organització del PSOE al Principat fou reconstruïda el 1945-46 en la clandestinitat i a l’exili francès, tingué contactes estrets amb el Moviment Socialista de Catalunya —impulsaren conjuntament la UGT— i sofrí, malgrat la seva migradesa, diverses caigudes de militants (1951, 1953, 1958) que gairebé la liquidaren. Es reorganitzà en la dècada del 1970 entorn de Josep M.Triginer i Fernández, J.Jou i Fonollà, Mercè Aroz, Carles Cigarrán i altres, establí relacions amb Convergència Socialista de Catalunya (1976) i es coalitzà amb el PSC-C el 1977; molt reticent a la unificació socialista volguda per la direcció estatal del PSOE, acabà acceptant-la i, el 1978, s’integrà en el Partit dels Socialistes de Catalunya (PSC-PSOE).