O Grupo iniciou suas atividades na indústria da cana-de-açúcar em 1962 sob o nome Irmãos Tonon. A primeira usina, a Santa Cândida, localizada em Bocaina no estado de São Paulo, inicialmente produzia cereais e cachaça, um destilado feito a partir da fermentação do caldo de cana-de-açúcar.
Em 1979, o Grupo começou a operar no setor de etanol com a fundação da Destilaria Tonon, no estado de São Paulo, onde se iniciou a produção de etanol.
Em 2002, o Grupo entrou para o negócio de açúcar expandindo suas operações por meio da Santa Cândida Açúcar e Álcool Ltda., uma empresa projetada para produzir açúcar VHP e que, somente um ano mais tarde, começou a produzir e vender eletricidade, tornando-se uma das primeiras companhias na indústria de cana-de-açúcar a vender energia em âmbito nacional.
Em 2006, a cobertura geográfica foi expandida com a construção da usina Vista Alegre, no estado de Mato Grosso do Sul, cujas operações começaram dois anos mais tarde.
Em 2008, a Família Tonon confiou as operações do dia-a-dia da companhia a uma equipe de gestores profissionais, se retirando da Diretoria Executiva, mas permanecendo ativa no Grupo como membros do Conselho de Administração.
Em 2009, o Grupo fez a incorporação da Santa Cândida Açúcar e Álcool Ltda., a companhia controlada pela Família Tonon proprietária da usina Santa Cândida, na Tonon Bioenergia Ltda., consolidando as duas usinas industriais em uma única companhia: a Tonon Bioenergia S.A..
Em 2010, a Tonon Agricultura S.A. foi incorporada pela Tonon Bioenergia S.A. Na mesma ocasião da fusão, o FIP DGF Terra Viva detinha 100% das ações representantes do capital social da Tonon Agricultura S.A. que, por sua vez, detinha participação acionária na Tonon Bioenergia S.A.Após a fusão, o FIP DGF Terra Viva se tornou acionista da Tonon Bioenergia S.A., adquirindo 100,0% de suas ações preferenciais, equivalente a aproximadamente 18% do capital social total do Grupo, totalizando um valor agregado de R$86 milhões.
Em dezembro de 2011, o Grupo assinou contratos de compra e venda de ações, além de outros contratos relacionados, com a Energisa de acordo com os quais concordávamos em vender os ativos de cogeração da companhia para a Energisa por meio de SPEs e, depois de um período de aproximadamente 20 anos, os ativos dessas SPEs serão vendidos de volta para o Grupo.
Em agosto de 2012, após o cumprimento das condições suspensivas estabelecidas por esses contratos, a Energisa adquiriu essas quatro SPEs do Grupo por aproximadamente R$150 milhões. Em outubro de 2012, o FIP DGF Terra Viva adquiriu ações preferenciais adicionais na Tonon Bioenergia S.A. por meio de uma contribuição de capital pelo valor agregado de R$44 milhões, aumentando então sua participação no capital social total de aproximadamente 18,0% para 30,4%.
Em março de 2013, o Grupo assinou um Contrato de Compra e Venda de Ações com os acionistas da Paraíso Bioenergia S.A. para a compra de todo o capital social da Paraíso Bioenergia S.A., que opera uma usina com 2,5 milhões de toneladas de capacidade instalada perto da usina Santa Cândida. Uma vez que a operação foi concluída, a Tonon se tornou a única acionista da Paraíso e agora a companhia tem uma capacidade instalada de 8,2 milhões de toneladas de cana-de-açúcar.