A Kr.e. második évezredben megjelent faeszterga a szerszámgép legkorábbi prototípusa volt. Munka közben lépjen rá a kötél alsó végén lévő érvéghüvelyre, használja az ág rugalmasságát, hogy a munkadarab a kötél által forogjon, tartsa szerszámként a héjat vagy a kőforgácsot, és mozgassa a szerszámot a léc mentén, hogy elvágja a munkadarab. A középkori rugalmas rúdesztergák még mindig ezt az elvet alkalmazták. Reklám a cikkben
A tizenötödik században az órák és fegyverek gyártásának igénye miatt megjelentek az órások számára készült meneteszterga- és fogaskerék-megmunkáló gépek, valamint a vízhajtású hordófúró gépek. 1500 körül az olasz Leonardo da Vinci koncepcionális vázlatokat rajzolt esztergagépekről, fúrógépekről, menetvágó gépekről és belső csiszológépekről, beleértve az olyan új mechanizmusokat, mint a hajtókarok, lendkerekek, nyakhegyek és csapágyak. A kínai Ming-dinasztia idején megjelent "Tian Gong Kai Wu" egy csiszológép szerkezetét is tartalmazza, amely lábpedállal forgatja a vaslemezt, és homokot és vizet ad hozzá a jáde vágásához.
A tizennyolcadik század ipari forradalma elősegítette a szerszámgépek fejlődését. 1774-ben a brit Wilkinson feltalált egy precízebb hordófúró gépet. A következő évben ezzel a hordófúrógéppel fúrta ki azokat a hengereket, amelyek megfeleltek a Watt gőzgépének követelményeinek. A nagyobb hengerek fúrása érdekében 1776-ban vízkerékhajtású hengerfúró gépet épített, amely elősegítette a gőzgép fejlesztését. Azóta a szerszámgépet gőzgép hajtja egy felső tengelyen keresztül.
1797-ben a brit Maudsley megalkotott egy csavaros szerszámtartóval ellátott esztergagépet, amely motoros előtolást és menetesztergálást tud megvalósítani, ami jelentős változás a szerszámgép szerkezetében. Maudsleyt "a brit szerszámgépipar atyjaként" is ismerik.
A 19. században a textil-, erőmű-, szállítógép- és fegyvergyártás népszerűsítésének köszönhetően sorra jelentek meg a különböző típusú szerszámgépek. 1817-ben a brit Roberts megalkotott egy portálgyalut; 1818-ban az amerikai Whitney vízszintes marógépet készített; 1876-ban az Egyesült Államok univerzális hengeres köszörűt gyártott; 1835-ben és 1897-ben feltalált egy fogaskerék-hobbing gépet és egy fogaskerék-alakítót.
Az elektromos motor feltalálásával a szerszámgép a villanymotort kezdte használni a központi meghajtáshoz, majd széles körben alkalmazta az egymotoros meghajtást. A huszadik század elején a munkadarabok, rögzítések és menetvágó szerszámok nagyobb pontosságú megmunkálására sorra jöttek létre a koordináta-fúró- és menetcsiszológépek. Ugyanakkor az olyan iparágak tömegtermelési igényeinek kielégítésére, mint az autóipar és a csapágyak, különféle automata szerszámgépeket, másológépeket, kombinált szerszámgépeket és automata gyártósorokat fejlesztettek ki.
Az elektronikus technológia fejlődésével az Egyesült Államok 1952-ben kifejlesztette az első numerikus vezérlésű szerszámgépet; 1958-ban kifejlesztett egy megmunkáló központot, amely képes automatikusan cserélni a szerszámokat a többfolyamatos megmunkáláshoz. Azóta az elektronikai technológia és a számítástechnika fejlődésével és alkalmazásával a szerszámgép jelentős változásokon ment keresztül a vezetési módokban, a vezérlőrendszerekben és a szerkezeti funkciókban.