Den tidigaste fräsmaskinen var en horisontell fräsmaskin som uppfanns av amerikanen E. Whitney 1818. För att fräsa spiralspåren på spiralborrar skapade amerikanska JR Brown den första universella fräsen 1862, en prototyp av portalfräsmaskinen. Omkring 1884 dök det upp portalfräsmaskiner. På 1920-talet uppstod semi-automatiska fräsmaskiner, där arbetsbordet använde stopp för att automatiskt växla mellan "mata-snabb" och "snabb{11}}matning".
Efter 1950 utvecklades fräsmaskinerna snabbt när det gäller styrsystem. Tillämpningen av digital styrning förbättrade avsevärt automationsnivån för fräsmaskiner. Speciellt efter 1970-talet användes mikroprocessorbaserade-digitala styrsystem och automatiska verktygsväxlare på fräsmaskiner, vilket utökade bearbetningsområdet och förbättrade bearbetningsnoggrannheten och effektiviteten.
Med den kontinuerliga intensifieringen av mekaniseringen började CNC-programmering användas i stor utsträckning i verktygsmaskiner, vilket i hög grad frigjorde arbetskraft. CNC-programmerade fräsmaskiner kommer gradvis att ersätta manuell drift. Kraven på medarbetarna kommer att bli allt högre, men den resulterande effektiviteten ökar också.