L’Estat rescatà, el 1945, les accions i n’esdevingué soci majoritari, mantenint, però, una estreta dependència de la ITT en la mesura que les empreses d’aquesta multinacional eren les principals i gairebé les úniques proveïdores de Telefónica (Standard, Marconi, Intelsa). Telefónica tingué una gran expansió a partir del Primer Plan de Desarrollo, sota la presidència d’Antonio Barrera de Irimo. El 1970 impulsà una àmplia diversificació de serveis i la progressiva automatització de la xarxa, que desenvolupà a través de societats filials com ENTEL —sistemes i serveis informàtics en telecomunicacions—, CETESA —guia telefònica, cabines—, Hispano Radio Marítima —comunicacions marítimes—, SINTEL —sistemes i instal·lacions de telecomunicacions— o AMPER —terminals telefònics i telemàtics—, posteriorment desaparegudes, reconvertides o venudes.
El 1996 acordà amb altres entitats (entre les quals hi havia Televisió de Catalunya, Canal 9 i altres televisions autonòmiques i privades) la creació d’una plataforma digital per a retransmetre per satèl·lit. Aquell any el govern començà una privatització esglaonada de la companyia, que culminà el 1997.
Com a empreses filials cal esmentar Telefónica Móviles (1995), que ofereix el servei de telefonia mòbil analògica (Moviline) i el digital basat en l’estàndard europeu GSM (Movistar); Telefónica Internacional, que participa en altres operadors internacionals; Telefónica Investigación y Desarrollo, orientada a la innovació tecnològica; Telefónica Sistemas, encarregada d’aportar serveis de valor afegit basats en comunicacions per satèl·lit, sistemes de seguretat, videoconferències, etc.; Telefónica Multimedia, orientada a la distribució de TV per satèl·lit, a la creació de la plataforma de televisió digital (Vía Digital) i a la gestió del servei de Fil Musical; Cabinas Telefónicas (CabiTel), per a la gestió dels telèfons públics; Teleinformática y Comunicaciones (Telyco), dedicada a la comercialització i distribució d’equipament telefònic i telemàtic, i Telecomunicaciones Marinas (Temasa), orientada a la instal·lació de cables submarins. En l’àmbit cultural, Telefónica patrocina dues fundacions: Arte y Tecnología i Fundesco (Fundación para el Desarrollo de las Comunicaciones). El 2003 es tancà la fusió de les dues plataformes digitals: Vía Digital, de Telefónica, i Canal Satélite Digital, de Sogecable, per formar Digital+. El 1997 adquirí la participació del Grup Zeta de la cadena de televisió Atresmedia, de la qual fou primer accionista i la qual, al seu torn, vengué al Grup Planeta el 2003. El 2005, la companyia tancà la seva filial a internet, Terra Networks (creada el 1999), que absorbí. L’any 2006 adquirí O2, filial de British Telecom, que el 2015 vengué al grup de Hong Kong Hutchison Whampoa Ltd.
Ja des dels anys en què era un monopoli estatal, adquirí una alta participació en empreses telefòniques iberoamericanes, tant públiques com privades, que han acabat configurant majoritàriament el seu mercat: Xile (1989), l’Argentina (1990), Puerto Rico (1992), el Perú (1994), Guatemala (1998), la República Dominicana (2000), l’Equador (2004), Veneçuela (2004), Colòmbia (2006) i el Brasil (2009), cosa que l’ha convertit en la tercera empresa de telecomunicacions del món pel nombre de clients. A la resta del món opera a través de Telefónica Europe, i té presència sobretot a la República Txeca, on el 2005 adquirí l’empresa pública de telefonia, a Eslovàquia (2006) en telefonia mòbil, i a la Gran Bretanya (2006), Alemanya (2003) i Itàlia (2007). El 2009 adquirí el 8% de l’empresa pública China Unicom, i el 2010 adquirí l’operador brasiler Vivo de Portugal Telecom.
El 2008 els principals accionistes eren J.P. Morgan Chase (10,02%), el Banco de Bilbao Vizcaya (5,62%) i la Caixa d’Estalvis i Pensions de Barcelona (5,37%). Primera empresa espanyola per volum de vendes i amb més pes al principal indicador de la borsa de Madrid, l’IBEX 35, té més d’un milió d’accionistes. El 2008, amb prop de 250.000 empleats, els ingressos per aquest concepte foren de 57.946 milions d’euros, i els beneficis nets de 7.592 milions d’euros. Aquest any, només a l’Estat espanyol gestionava unes 15 milions de línies fixes. Des de la seva privatització n’han estat presidents Juan Villalonga Navarro (fins el 2000), César Alierta Izuel (2000-16) i José María Álvarez-Pallete López (des de l’abril del 2016).
Ha estat sancionada diverses vegades pel govern espanyol, per la Comissió del Mercat de Telecomunicacions Espanyol (des del 2013 Comissió Nacional dels Mercats i la Competència) i per la Comissió Europea per abús de posició dominant.
El maig de l’any 2010 l’empresa dugué a terme un canvi de denominació pel qual tots els productes i serveis de l’Estat espanyol i de Llatinoamèrica, tant fixos com mòbils, passaren a rebre el nom de Movistar. Des d’aquest moment, la denominació Telefónica es reservà per designar el vessant institucional de la companyia en les relacions amb grans empreses, accionistes i inversors, i també per referir-se a la societat i al personal en tots els països on és present. A la resta d’Europa, aquest mateix canvi tingué lloc sota la denominació O2. L’any 2013 adquirí l’operador E-Plus, filial de l’holandès KPN, que li permeté introduir-se en el mercat alemany, i amb CaixaBank creà la societat conjunta Telefónica Consumer Finance per finançar la compra de terminals i dispositius mòbils per als clients. El 2014 adquirí del grup PRISA la majoria de les accions de Canal Plus. Fruit de la fusió de Canal Plus amb Movistar TV (creada el 1999) l’any 2015 posà en marxa la plataforma de televisió de pagament Movistar Plus (Movistar+), que el 2018 integrà els continguts de la plataforma de sèries i pel·lícules Netflix per als seus usuaris.