En eski frezeleme makinesi, 1818'de Amerikalı E. Whitney tarafından icat edilen yatay bir frezeleme makinesiydi. Burgulu matkapların spiral kanallarını frezelemek için, Amerikalı JR Brown, 1862'de portal frezeleme makinesinin bir prototipi olan ilk üniversal frezeleme makinesini yarattı. 1884 civarında portal freze makineleri ortaya çıktı. 1920'lerde, çalışma tezgahının "besleme-hızlı" ve "hızlı-besleme" arasında otomatik olarak geçiş yapmak için durakları kullandığı yarı-frezeleme makineleri ortaya çıktı.
1950'li yıllardan sonra freze makineleri kontrol sistemleri açısından hızla gelişti. Dijital kontrolün uygulanması, freze makinelerinin otomasyon seviyesini büyük ölçüde geliştirdi. Özellikle 1970'lerden sonra, freze makinelerine mikroişlemci-tabanlı dijital kontrol sistemleri ve otomatik takım değiştiriciler uygulanarak işleme aralığı genişletildi ve işleme doğruluğu ve verimliliği artırıldı.
Mekanizasyonun sürekli yoğunlaşmasıyla birlikte CNC programlama, takım tezgahı operasyonlarında yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve bu da emeği büyük ölçüde serbest bıraktı. CNC-programlı frezeleme makineleri yavaş yavaş manuel çalışmanın yerini alacak. Çalışanlara yönelik gereksinimler giderek artacak, ancak sonuçta ortaya çıkan verimlilik de artacak.