Té la seu a Barcelona i fou fundada l’any 1983, amb Jorge Batalla Escoda com a primer president. El seu precedent fou el Tiro Nacional de Barcelona, fundat el 1905 com a delegació del Tiro Nacional de España. El 1968 es fusionà amb la Federació Catalana de Tir al Plat, creada l’any 1939, fet que originà la Federació Provincial de Barcelona del Tir Olímpic Espanyol. L’any 1983 s’aprovà la nova normativa del tir olímpic, motiu pel qual l’antic Tiro Nacional de Barcelona, que fins llavors havia exercit les funcions de federació, es convertí en club i adoptà el nom de Tir Esportiu de Barcelona. Al mateix temps es constituí l’actual Federació Catalana de Tir Olímpic, que acull les disciplines esportives de carrabina, pistola, armes curtes esportives, armes històriques, alta precisió, recorreguts de tir i tir al plat, cadascuna de les quals consta, al seu torn, de diverses especialitats. Disposa d’un comitè tècnic de tir al plat, que engloba sis especialitats de tir, i d’un comitè tècnic de precisió, que n’engloba onze. Organitza anualment més de 100 proves del Campionat de Catalunya entre totes les especialitats i les diferents categories, així com nombrosos trofeus i Copes de Catalunya. Ha coorganitzat competicions internacionals, com les proves de tir dels Jocs Olímpics de Barcelona (1992), el Campionat del Món de tir al plat (1993) o el Campionat del Món de tir olímpic (1998). També ha coorganitzat diverses edicions de la Copa del Món de la International Shooting Sport Federation (ISSF). Igualment, dirigeix la selecció catalana en les competicions en les quals participa. Disposa de l’Escola Catalana de Tir i, en el seu cos tècnic, hi destaquen els tiradors olímpics Josep Bladas i Enric Claverol. També disposa d’un col·legi d’àrbitres i jutges i de diversos comitès federatius, així com de delegacions territorials a les quatre províncies catalanes. El 2011 tenia inscrits uns trenta clubs de tir de precisió i uns setanta clubs o societats de caçadors de tir al plat. L’any 2009 tenia més de 14.000 esportistes federats.