Il 1° novembre 1883 viene costituito in Firenze il 3° Reggimento Genio con il concorso del 1° e del 2° Reggimento Genio, i quali cedono ciascuno 3 compagnie telegrafisti, 2 compagnie zappatori e 1 compagnia treno. Nel 1895, il 3° Reggimento Genio cambia denominazione in 3° Reggimento Genio Telegrafisti, formato da uno Stato Maggiore, quattro brigate zappatori-telegrafisti e una brigata specialisti (già distaccata in Roma dal novembre 1894), tre compagnie treno e deposito. La Brigata Specialisti si costituisce in unità autonoma nel 1909. Nel 1910 le brigate cambiano denominazioni in battaglioni.

Con l'inizio della 1^ Guerra Mondiale, il reggimento mobilita 24 compagnie telegrafisti, 5 compagnie di mi​lizia mobile e 1 compagnia treno. Al termine del conflitto il totale delle compagnie telegrafiste approntate risulteranno ben 68.
Guglielmo Marconi si arruola volontario e partecipa al conflitto come Ufficiale del 3° Reggimento Genio Telegrafisti.

Nel 1919 il reggimento viene sciolto e concorre alla formazione del 1° e del 2° Reggimento Radiotelegrafisti, in relazione al crescente impiego dei mezzi radiotelegrafici.
Nel 1932, i due reggimenti vengono sciolti e assorbiti dai battaglioni telegrafisti di Corpo d'Armata e prendono il nome di battaglioni trasmissioni di Corpo d'Armata.
Presso il Forte Trionfale (sede del 3° Reggimento) rimane una componente delle trasmissioni. Durante la 2^ Guerra Mondiale, al servizio del X C.A. opera il 10° Battaglione Collegamenti mobilitato dal deposito di Santa Maria Capua Vetere. Nel 1940, con elementi di questo battaglione viene creato il X Battaglione Marconisti. Il comando del battaglione unitamente alla 131^ compagnia marconisti vengono dislocati presso il Forte Trionfale. Dopo l'8 settembre, il X Battaglione Marconisti viene sciolto e ricostituito presso Monteroni (LE) il Battaglione Trasmissioni di SMRE che opera per esigenze dello Stato Maggiore fino al termine del conflitto.

Nel giugno del 1947 il Battaglione Trasmissioni dello SMRE assume la denominazione di Battaglione Collegamenti Speciale del Ministero della Guerra. Nel 1954 modifica il nome in Battaglione Trasmissioni Speciale del Ministero Difesa Esercito e nel 1975 in 10° Battaglione Trasmissioni "Lanciano" che è reso depositario delle tradizioni del 3° Reggimento Genio Telegrafisti, mantiene la sede in Roma e riceve con decreto datato 12 novembre 1976 la Bandiera di Guerra.

Nel 1993 il 10° Battaglione Trasmissioni "Lanciano" viene trasformato in 3° Reggimento Trasmissioni dello SME con alle sue dipendenze il Battaglione Trasmissioni "Lanciano". Il 1° ottobre 1997, in concomitanza con lo scioglimento dell'Ispettorato delle Trasmissioni, il reggimento transita nell'area logistica della Forza Armata alle dipendenze del Dipartimento C3 dell'Ispettorato Logistico.

Il 9 settembre 1998 a seguito della soppressione del 43° Reggimento Trasmissioni di Firenze, il Battaglione Trasmissioni "Abetone" (FI), la 7^ Sezione TLC (FI) e la 6^ Sezione TLC (BO) passano alle dipendenze del 3° Reggimento Trasmissioni.

Il 1° ottobre 1998 il reggimento transita nell'area operativa della Forza Armata alle dipendenze del Comando C4-IEW.
Il 1° dicembre 1998 a seguito della riconfigurazione del 44° Reggimento Trasmissioni di Roma in 44° Reggimento Sostegno TLC, assume alle proprie dipendenze ulteriori due compagnie, l'8^ Sezione TLC (Roma) e la 13^ Sezione TLC (PE).
Successivamente riceve alle dipendenze il disciolto 47° battaglione trasmissioni "Gennargentu".