सबसे प्रारंभिक मिलिंग मशीन एक क्षैतिज मिलिंग मशीन थी जिसका आविष्कार 1818 में अमेरिकी ई. व्हिटनी ने किया था। ट्विस्ट ड्रिल के सर्पिल खांचे को मिलाने के लिए, अमेरिकी जेआर ब्राउन ने 1862 में पहली सार्वभौमिक मिलिंग मशीन बनाई, जो गैन्ट्री मिलिंग मशीन का एक प्रोटोटाइप था। 1884 के आसपास, गैन्ट्री मिलिंग मशीनें दिखाई दीं। 1920 के दशक में, अर्ध-स्वचालित मिलिंग मशीनें उभरीं, जिसमें वर्कटेबल स्वचालित रूप से "फ़ीड" और "रैपिड" और "रैपिड" के बीच स्विच करने के लिए स्टॉप का उपयोग करता था।
1950 के बाद, मिलिंग मशीनें नियंत्रण प्रणालियों के संदर्भ में तेजी से विकसित हुईं। डिजिटल नियंत्रण के अनुप्रयोग ने मिलिंग मशीनों के स्वचालन स्तर में काफी सुधार किया। विशेष रूप से 1970 के दशक के बाद, माइक्रोप्रोसेसर आधारित डिजिटल नियंत्रण प्रणाली और स्वचालित उपकरण परिवर्तक को मिलिंग मशीनों पर लागू किया गया, जिससे मशीनिंग रेंज का विस्तार हुआ और मशीनिंग सटीकता और दक्षता में सुधार हुआ।
मशीनीकरण की निरंतर तीव्रता के साथ, मशीन टूल संचालन में सीएनसी प्रोग्रामिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा, जिससे श्रम काफी हद तक मुक्त हो गया। सीएनसी-प्रोग्राम्ड मिलिंग मशीनें धीरे-धीरे मैन्युअल ऑपरेशन की जगह ले लेंगी। कर्मचारियों की आवश्यकताएं तेजी से ऊंची होती जाएंगी, लेकिन परिणामस्वरूप दक्षता में भी वृद्धि होगी।