I 1851 bestod Tranebjerg af ti gårde og 29 huse med 220 beboere; Tranebjerg Kirke går tilbage til 1300-tallet. I anden halvdel af 1800-tallet gennemgik stedet en transformation. Flere gårde flyttede ud på markerne, mens byen fik et mere differentieret erhvervsliv med bl.a. manufakturforretning, boghandel, hotel, bryggeri og maskinfabrik. Den lokale domstol blev flyttet til Tranebjerg i 1856, og i 1860 blev der opført ting- og arresthus i byen. Desuden blev der åbnet en telegrafstation i 1866, etableret to pengeinstitutter i hhv. 1871 og 1894 og opført et forsamlingshus i 1883. Denne bygning blev et samlingspunkt for det mangfoldige foreningsliv, som udfoldede sig på Samsø på denne tid, med foredrag, politiske møder og dilettantforestillinger m.m. Senere fulgte bl.a. realskole (1885), kommuneskole (1898) og teknisk skole (1900), bibliotek (1896), museum (1917) og amtssygehus (1918‑19). Tranebjerg blev også hovedstation for Samsø Telefonselskab (grundlagt 1895), arbejdssted for kredslægen og toldforvalteren og udgivelsessted for flere aviser.
Fra 668 indbyggere i 1921 var indbyggertallet i 1950 nået op på 864, men i 1970 var det faldet til 657. Denne udvikling afspejler den generelle tendens til afvandring fra Samsø fra midten af 1900-tallet.
Tranebjerg trivedes dog væsentlig bedre end de fleste andre bebyggelser på øen. Dels havde byen en bred vifte af forretninger og mindre industrier, dels var det Samsøs ubetingede administrative centrum – især efter at de fem små kommuner på øen i 1962 blev lagt sammen til Samsø Kommune. Desuden blev Tranebjerg bl.a. hjemsted for en centralskole og for Samsø Hallen, der erstattede det gamle forsamlingshus.
Tranebjerg fastholdt sine administrative funktioner og handelsliv i tiden efter 1970. Befolkningstallet var nu på ny i stigning, og i 2006 lå det på 836 indbyggere.
