3d打印技术的历史并不长。1984年，查尔斯.赫尔研发了3d打印技术。1986年，该技术获得了专利，查尔斯.赫尔将其命名为立体光刻技术，并成立了3d systems公司，开发了第一台商用3d打印机。
1987年，dtm公司（现在为bfgoodrich公司的附属公司）开发了选择性激光烧结（sls）技术，并且进行了商业化应用。
1988年，3d systems公司开发出sla-2502设备，并向公众出售。同年，斯科特.克伦普研发了熔融沉积成型（fdm）技术，并于1989年成立了stratasys公司。
1991年，helisys公司售出了第一台分层实体制造（lom）系统。
1992年，stratasys公司售出了首批基于fdm的“三维建模”机器。同年，dtm公司售出了第一台sls系统。
1993年，麻省理工学院获得了“三维打印技术”的专利，该技术类似于二维打印机中使用的喷墨印刷技术。
1995年，麻省理工学院研发了粉末层和喷头3d打印（3dp）技术，z公司从麻省理工学院获得了独家使用“三维打印（3dp）技术”的授权，并在三维打印技术的基础上开发了3d打印机。
1996年，3d systems公司推出“actua 2100”快速成型机。同年stratasys公司推出“genisys”，z公司推出“z402”，第一次使用了“3d打印机”的称谓。
1997年，eos公司将三维立体系统业务出售给3d systems公司，但其仍然是欧洲最大的生产商。
2005年，z公司推出“spectrumz510”。这是市场上第一台高精度彩色3d打印机。
2006年，reprap开放源码项目启动，其目的是开发一种能进行自我复制的3d打印机。
2008年，第一个版本的reprap机推出，它可以打印约50%的该机的自身部件。同年，objet geometries公司宣布推出革命性的“connex500”快速成型系统，这是有史以来第一个能够同时使用几种不同材料的3d打印机。
此后，许多生产厂商纷纷推出各种型号的3d打印机。其中值得一提的是，2011年9月，维也纳科技大学推出了世界上最小的3d打印机，重量只有1.5公斤，报价约为1200欧元；2012年，makerbot个人3d打印机投放市场，其借鉴了reprap三维打印技术，价格合理，可家用。