Thalfingen liegt zwischen Donau und Südhang der Schwäbischen Alb in 472 m u. M., die auf der Albhochfläche liegenden Teile der Gemarkung Thalfingen liegen auf 570 m ü. M.
Thalfingen wurde erstmals 1225 urkundlich erwähnt und gehörte ursprünglich zum Kloster Reichenau, bis sich später das Kloster Elchingen und die Ehinger aus Ulm als Grundherren den Besitz von Thalfingen teilten. Seit Ende des 15. Jahrhunderts war Elchingen bis 1802 alleiniger Grundherr von Thalfingen.
Die ursprünglich dem Hl. Mammas geweihte und 1252 vom Augsburger Bischof dem Kloster Elchingen gestiftete Pfarrkirche in Thalfingen bekam später den Hl. Laurentius als Patron. Die Pfarrkirche "St. Laurentius" wurde 1751 erneuert und von Josef Wannenmacher aus Tomerdingen mit wertvollen Fresken versehen. Seit 1904 ist Thalfingen selbständige Pfarrei. Infolge des starken Anwachsens der Bevölkerung in Thalfingen musste für die katholische Gemeinde eine größere Kirche mit einem Gemeindezentrum errichtet werden. Die neue katholische Kirche "Christus unser Leben" mit dem "St.-Laurentius-Haus" wurde am 18.11.1984 durch Bischof Dr. Stimpfle aus Augsburg eingeweiht.
Für die Evang.-Luth. Gemeinde wurde 1966/67 die "St.-Thomas-Kirche" mit Gemeindezentrum errichtet und am 16.7.1967 eingeweiht. 1968 erhielt Elchingen dann auch ein evang.-luth. Pfarramt mit dem Sitz in Thalfingen. In dem bis dahin rein landwirtschaftlich bestimmten Thalfingen wurde 1926/27 mit der Ansiedlung von Industrie begonnen. Seitdem bestehen hier Industrie- und Gewerbebetriebe aller Art. 1875 wurde Thalfingen Bahnstation der Linie Ulm - Aalen, 1926 wurde die erste Betonbrücke über die Donau in Thalfingen gebaut. Eine direkte Straßenverbindung von Thalfingen nach Ulm gibt es erst seit 1960. Auf Grund des schlechten Zustandes der alten Thalfinger Donaubrücke wurde der Bau einer neuen Brücke durch den Landkreis notwendig. Diese wurde am 04.07.2002 ihrer Bestimmung übergeben.
Zur Gemarkung Thalfingen gehört das Rasthaus Seligweiler an der Kreuzung der Bundesautobahn A 8 mit der Bundesstraße 19. Dadurch ist der Ort Thalfingen an die Autobahn A8 (Stuttgart-München) direkt angeschlossen.
