Den tidligste fresemaskinen var en horisontal fresemaskin oppfunnet av amerikanske E. Whitney i 1818. For å frese spiralsporene til spiralbor, skapte amerikanske JR Brown den første universelle fresemaskinen i 1862, en prototype av portalfresemaskinen. Rundt 1884 dukket det opp portalfresemaskiner. På 1920-tallet dukket det opp semi-automatiske fresemaskiner, med arbeidsbordet som brukte stoppere for automatisk å bytte mellom «feed-rapid» og «rapid-feed».
Etter 1950 utviklet fresemaskiner seg raskt når det gjelder kontrollsystemer. Anvendelsen av digital kontroll forbedret automatiseringsnivået til fresemaskiner betraktelig. Spesielt etter 1970-tallet ble mikroprosessor-baserte digitale kontrollsystemer og automatiske verktøyvekslere brukt på fresemaskiner, noe som utvidet maskineringsområdet og forbedret maskineringsnøyaktighet og effektivitet.
Med den kontinuerlige intensiveringen av mekanisering begynte CNC-programmering å bli mye brukt i maskinverktøyoperasjoner, noe som i stor grad frigjorde arbeidskraft. CNC-programmerte fresemaskiner vil gradvis erstatte manuell drift. Kravene til ansatte vil bli stadig høyere, men den resulterende effektiviteten vil også øke.