La cave a été fondée en 1949 sous le nom de "cave coopérative des coteaux de Gaillac et du pays cordais". Les services agricoles, le Génie Rural et le Crédit Agricole du Tarn, aidèrent administrativement et financièrement à son démarrage et voulurent lui donner un caractère de cave pilote. Cela devait concerner non seulement la vinification, mais également la commercialisation des vins en bouteilles. La première vinification a lieu en 1951 : 80 coopérateurs contribuent alors à une production de 13 000 hectolitres. En 1956, une annexe de la cave est créée à Cunac. Dès 1959, la production de la cave est passée à 30 000 hectolitres, soit les 2/3 de la production AOC. Elle est rejointe successivement par deux caves coopératives : celle du Mousseux Naturel de Gaillac en 1968, trop petite pour être viable économiquement ; et celle du Pays Cordais en 1974 qui était alors en proie à des difficultés. Cette dernière apporte une centaine de coopérateurs et 20 000 hectolitres de cuverie.

En 1988, la cave compte 641 adhérents et sa cuverie a un volume de 167 000 hectolitres. En 2005, les coopérateurs sont 200 et la production est d'environ 100 000 hectolitres.

L'architecture de la cave primitive est attribuée à Paul Brès, auteur d'une trentaine de caves dans l'Hérault depuis les années 1930. On retrouve dans la cave un certain nombre des traits de son architecture observables à Aigne (1951), Quintillan (1951) ou Cournonterral (1947) : utilisation de la pierre apparente, arc diaphragme en béton, découpage des volumes et sens du fronton pour conférer de la monumentalité ou encore transformateur traité à la façon d'un pigeonnier. La cave a été prolongée vers l'arrière, sans doute peu de temps après sa construction. La troisième extension se fait en direction du nord car la déclivité du terrain interdit de poursuivre sur la face postérieure : elle est adossée à l'édifice primitif dont elle poursuit la courbure de voûte. L'extension dans cette direction semble avoir été prise en compte dès l'édifice d'origine car des passerelles sont orientées vers celle-ci dans la cave de 1949. Une aile entière a ensuite été construite en direction du nord : elle a abrité la première chaîne d'embouteillage de la cave avant d'être reconvertie en cuvage avec des cuves en inox. Cette aile abrite également des cuves isothermes de petite capacité pour l'élaboration du Gaillac perlé. Ces cuves ont été construites par l'entreprise G. Pépin fils aîné, société du filtre Gasquet, installée à Bordeaux dont la plaque est conservée. L'aile en retour vers l'est a d'abord servi de lieu de stockage et de quais d'expédition : elle a été refaite en 1999 pour abriter le magasin de vente (auparavant dans un édicule isolé), derrière lequel se trouve le chai à barriques et un lieu de stockage. Les quais d'expéditions ont été réinstallés à l'est de l'ensemble dans des installations neuves en 1998. Le site a été contraint à un développement vers l'est où de nouvelles cuves ont été construites dans les années 1970 pour répondre aux besoins de stockage. En 1994, une nouvelle chaîne d'embouteillage a été installée.