Det oprindelige koncept for CNC-værktøjsmaskiner blev udviklet i 1952 af Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA, som udviklede en tre--akset CNC-fræser. I midten af-1950'erne blev denne type CNC-fræser allerede brugt til at bearbejde flydele. I 1960'erne blev CNC-systemer og programmering stadig mere modne og sofistikerede, og CNC-værktøjsmaskiner blev brugt i forskellige industrielle sektorer, men rumfartsindustrien forblev den største bruger. Nogle store rumfartsfabrikker var udstyret med hundredvis af CNC-værktøjsmaskiner, primært skæremaskiner. CNC-bearbejdede dele omfatter integrerede paneler, bjælker, skind, skotter, propeller og formhulrum til flymotorhuse, aksler, skiver og blade samt specielle hulrumsoverflader til flydende raketmotorforbrændingskamre. Tidlig udvikling af CNC-værktøjsmaskiner fokuserede på kontinuerlig banekontrol.
Kontinuerlig banestyring, også kendt som konturstyring, kræver, at værktøjet bevæger sig i forhold til emnet langs en forudbestemt bane. Senere blev punkt-til-punktstyring CNC-værktøjsmaskiner udviklet omfattende. Punkt-til-punktstyring refererer til, at værktøjet bevæger sig fra et punkt til et andet, så længe det nøjagtigt når målet, uanset den specifikke vej, der tages.
