בראשית תקופת הראשונים במשך למעלה ממאתיים שנה פעלו חבורות של תלמידי חכמים גדולי עולם שבבתי מדרשם למדו והפכו בדברי חז"ל שבתלמוד בבלי. דברי תורתם של ראשונים אלו סודרו ונערכו בסוף תקופתם וזכו לשם 'תוספות', פירוש התוספות הפך לחלק בלתי נפרד מדף גמרא בתלמוד בבלי לצידו של פירוש רש"י.

למרות היקפו הנרחב של פירוש התוספות המודפס על דף הגמרא, עדיין היה מפעלם של הראשונים הללו גדול בהרבה והפירוש המודפס הוא רק חלק מהמפעל האדיר כולו. בישיבות רבות ברחבי צרפת ואשכנז ישבו תלמידי חכמים מופלגים והורו תורה לתלמידים שישבו לפניהם ודנו ופלפלו בדבריהם. צורת לימוד זו שהייתה נהוגה בישיבותיהם של בעלי התוספות הייתה דומה להפליא לדרך הלימוד שהייתה נהוגה בישיבות בבל – סורא, נהרדעא ופומפדיתא, בתקופת האמוראים והגאונים.

תלמידי הישיבות שרשמו את אשר חודש בכל ישיבה, היו נודדים מישיבה לישיבה וכך מפיצים את דבריהם של בעלי התוספות בכל הישיבות. בכל מקום אליו הגיע דבר חידוש מישיבה אחרת, ליבנו התלמידים מחדש את דברי התוספות הוסיפו עליהם וחידדו אותם עד שיצא דבר נקי ומתוקן מנופה בשבע נפות. חלק גדול ממפעלם של בעלי התוספות היה בעניין הגרסאות הנכונות בדברי הגמרא. בעלי התוספות היו בקיאים בכל חדרי התורה והשוו את דברי התלמוד בבלי עם דברי התלמוד ירושלמי ואת דברי שניהם השוו עם ברייתות ותוספתאות, מלבד כל אלה בדקו בעלי התוספות בראש ובראשונה את דבריו של רש"י בפירושו על התלמוד בבלי ופעמים רבות נכתבו בתוספות דבריו של רש"י בשם 'פירוש הקונטרס' ועליהם בעלי התוספות דנים. את מסקנותיהם בדבר הגרסאות הנכונות כתבו בעלי התוספות בדבריהם המופיעים לפנינו. על פועלם של בעלי התוספות כתב רבי שלמה לוריא זצ"ל – המהרש"ל 'שהם עשו את התלמוד ככדור והפכוהו וגלגלוהו ממקום למקום ונמצא מיושר התלמוד ומקושר'.

בעלי התוספות ישבו בכמה מוקדים באירופה. רבים מהם ישבו בצרפת, אחרים ישבו בגרמניה וחלקם ישבו אף באנגליה ובאיטליה. הדעה הרווחת היא, כי ראשוני בעלי התוספות היו תלמידיו של רבי שלמה יצחקי – רש"י וחלקם אף מבני משפחתו. לרש"י עצמו לא היו בנים כי אם שלש בנות, אחת מבנותיו התחתנה עם רבי מאיר בן שמואל שהיה מראשוני בעלי התוספות. לרבי מאיר נולדו שלשה בנים האחד רבי יעקב תם המפורסם בשמו רבנו תם, רבינו תם היה גדול חכמי צרפת בדורו וראש בעלי התוספות בצרפת, כמעט ואין דף גמרא ששמו של רבינו תם אינו מוזכר בו בפירוש התוספות. הבן השני של רבי מאיר היה רבי שמואל בן מאיר המוכר בשמו הרשב"ם, הרשב"ם היה אף הוא מבעלי התוספות ושמו מוזכר רבות בדבריהם. מלבד דבריו המובאים בתוספות, השלים הרשב"ם את פירוש רש"י על הש"ס במקומות בהם רש"י לא כתב את פירושו, דוגמא לכך ניתן לראות במסכת בבא בתרא [למושג: 'מתי חיה בבא בתרא' לחץ כאן] בה רוב הפירוש הנמצא במקומו של פירוש רש"י הוא פירוש הרשב"ם. הבן השלישי של רבי מאיר היה רבי יצחק – הריב"ם. הריב"ם מוזכר בדברי התוספות פעמים רבות והוא נפטר צעיר לימים. באיגרת ששלח רבינו תם לרבי אליעזר ממגנצא הוא כותב 'כי אזעק במר רוחי ומרוב שיחי תש כוחי ואור עיני גם הוא אין אתי על הילקח ארון הקודש עטרת ראשי, אחי הרב רבי יצחק שנתבקש לישיבה של מעלה זה חודש ימים והניח שבעה יתומים ולכל ישראל חיים. גם היום מרי שיחנו חדשים לבקרים רבה אנינותנו, ואף לפי אבותינו מפי אבינו שיחיה, ואבי יקרא אלי ואני, יעקב קטן האחים, כותב בדמע, כי בעוד אתנו הרב יצחק בחיים, היה דן עמנו והיו הדברים שמחים כנתינתם מהר סיני'. בתו השנייה של רש"י נישאה לרבי יהודה בן נתן – הריב"ן שהיה אף הוא מבעלי התוספות.

אחד מגדולי בעלי התוספות היה רבי יצחק בן רבי שמואל המפורסם בכינוי ר"י הזקן. ר"י הזקן היה בן אחותם של רבינו תם ושל הרשב"ם והיה אם כן נינו של רש"י. ר"י הזקן מכונה 'בעל התוספות' כיון ששמו מופיע כמעט בכל קטע מדברי התוספות המצויים בידינו. חברו ורעו של ר"י הזקן היה רבי יעקב מאורליינש אשר אף הוא נזכר פעמים רבות בדברי התוספות, רבי יעקב נהרג על קידוש ה' בפרעות שנערכו בזמן הכתרתו של המלך ריצ'ראד לב הארי למלך אנגליה. באנגליה גם נהרג תלמידו של רבינו תם – רבי יום טוב בן יצחק מיואני, שנרצח יחד עם אחיו היהודים, בני קהילת העיר יורק בפרעות שנערכו במקום- יורק. בעלי תוספות נוספים נהרגו על קידוש ה' בזמן מסע הצלב [למושג אודות מסע הצלב שהונהג בידי בן 12 לחץ כאן] השני ביניהם תלמידו של רבינו תם - רבינו פטר בן יוסף.

גדול בעלי התוספות במדינת אשכנז היה רבי יצחק בן רבי אשר משפיירא. חידושיו של רבי יצחק מובאים רבות בדברי התוספות בכינוי 'הריב"א'. את תורתו של הריב"א ערכו וסידרו תלמידיו, אך רבינו תם מעיד ב'ספר הישר' כי התלמידים הוסיפו על דברי הריב"א והביאו בשמו דעות שאינן שלו כי אם שלהם, ברם אין הדבר פוגם בחשיבות דברי התוספות המובאים בשם הריב"א לפי שתלמידיו היו אף הם מגדולי וחכמי ישראל. בין תלמידיו של הריב"א נמנו רבי ברוך בן רבי יצחק מרגנשבורג ורבי מאיר מרוטנבורג – המהר"ם מרוטנבורג. המהר"ם מרוטנבורג היה מאחרוני בעלי התוספות שפעלו באשכנז, ועל תלמידיו נמנה רבינו אשר - הרא"ש, הרא"ש עצמו אינו נחשב כאחד מבעלי התוספות אך אחד מחיבוריו על הש"ס נקרא בשם תוספות הרא"ש.

את דברי התוספות המודפסים על סדר התלמוד בבלי בכל דף גמרא כינסו וסידרו שלשה מבעלי התוספות, רבי משה מאיבורא, רבי אליעזר מטוך ורבי פרץ ב"ר אליהו מקורבייל, תוספות אלו מכונים בפי רבים 'תוספות טוך'. מלבד תוספות אלו מצויים בידינו כיום גם תוספות אותם חיבר רבי פרץ ב"ר אליהו בעצמו והם ידועים בשם 'תוספות רבינו פרץ'. מפורסמים גם ה'תוספות שאנץ' אותם חיבר תלמידו של ר"י הזקן – רבי שמשון ב"ר אברהם משאנץ, ותוספות רי"ד אותם חיבר רבי ישעיה ב"ר מאלי די טראני מגדולי בעלי התוספות באיטליה. מצוי גם בידינו פירוש חלקי מפירושם של בעלי התוספות באנגליה הנקרא בשם 'תוספות חכמי אנגליה'. מעדויותיהם של ראשונים אחרים עולה כי היו בידם פירושי תוספות נוספים שנעלמו במשך הדורות וחבל על דאבדין.

אירוע רב משמעות שאירע בימיהם של בעלי התוספות היה עליית בעלי התוספות לארץ ישראל. העלייה החלה לאחר שהצלבנים חיזקו את אחיזתם בארץ ישראל אותה כבשו מידי המוסלמים. קבוצת הרבנים הראשונה עלתה בשנת ד' אלפים תתקע"א ובראשה עמדו רבי שמשון משאנץ ורבי יהונתן מלוניל, שני גדולי עולם אלה בחרו לישב בעיר החוף עכו וייסדו בה ישיבה בה הורו לתלמידיהם תורה בדרך בעלי התוספות. כשלושים שנה לאחר עלייה זו התרחש בצרפת הויכוח בין המומר ניקולאס דונין שר"י לבין גדול תלמידיו של ר"י הזקן – רבי יחיאל מפריז, למרות דבריו המאירים והחכמים של רבי יחיאל גזרו השלטונות הנוצרים לשרוף את ספרי התלמוד, כל שתדלנות לא הועילה וביום המר והנמהר ט' בתמוז שנת ה' אלפים ד' הועלו באש כ"ד עגלות עמוסות בספרי קודש יקרים מפז. בעקבות אירוע זה ואיסור החזקת ספרי התלמוד בצרפת, עלה גם רבי יחיאל מפריז לארץ ישראל והצטרף להנהגת הישיבה בעכו. בסך הכל עלו בעלייה זו כשלש מאות איש מבעלי התוספות לארץ ישראל.

דברי התוספות הקדושים הם זכרונם וכיום לא נמצא כמעט מי שילמד בתלמוד בבלי בלא לעיין בדברי התוספות. פירושים אלו שהיו לחלק הכרחי בהבנת דברי התנאים והאמוראים כראוי, נפוץ היום בכל קהילות ישראל ועליהם נכתבו חיבורים רבים המפלפלים ומאריכים בדבריהם של בעלי התוספות.