Струг који се појавио у другом миленијуму пре нове ере био је најранији прототип машине алатке. Када радите, закорачите на ферулу на доњем крају ужета, искористите еластичност гране како бисте натерали радни предмет да се окреће уз конопац, држите шкољку или камени комадић као алат и померајте алат дуж летвице да бисте секли радни комад. Средњовековни стругови са еластичним шипкама су још увек користили овај принцип. Оглас унутар чланка
У петнаестом веку, због потребе за производњом сатова и оружја, појављују се стругови навоја и машине за обраду зупчаника за часовничаре, као и машине за бушење цеви на водени погон. Око 1500. Италијан Леонардо да Винчи је нацртао концептуалне скице стругова, машина за бушење, машина за нарезивање навоја и машина за унутрашње брушење, укључујући нове механизме као што су курлице, замајци, врхови врата и лежајеви. „Тиан Гонг Каи Ву“ објављен у династији Минг у Кини такође садржи структуру машине за млевење, која користи ножну педалу за ротацију гвоздене плоче и додаје песак и воду за сечење жада.
Индустријска револуција осамнаестог века промовисала је развој машина алатки. Британац Вилкинсон је 1774. године изумео прецизнију машину за бушење цеви. Следеће године је користио ову машину за бушење цеви да избуши цилиндре који су испуњавали захтеве Ватове парне машине. Да би бушио веће цилиндре, направио је 1776. године машину за бушење цилиндара на водени погон, што је подстакло развој парне машине. Од тада, алатну машину покреће парна машина кроз горњу осовину.
Британац Модсли је 1797. године створио струг са држачем алата на шрафовима, који може да реализује моторизовани помак и окретање навоја, што је велика промена у структури машине алатке. Модсли је познат и као „отац британске индустрије алатних машина“.
У 19. веку, због промоције текстилне, електроенергетске, транспортне машинерије и производње оружја, појављују се једна за другом разне врсте машина алатки. Године 1817., Британци Робертс су направили порталну рендисаљку; 1818. Американка Витни је направила хоризонталну глодалицу; 1876. Сједињене Државе су направиле универзални цилиндрични млин; 1835. и 1897. изумео је машину за глодање зупчаника и машину за обликовање зупчаника.
Са проналаском електромотора, машина алатка је почела да користи електрични мотор за централни погон, а затим је нашироко користила једноструки електромоторни погон. Почетком двадесетог века, да би се радни предмети, прибор и алати за нарезивање обрађивали са већом прецизношћу, сукцесивно су створене машине за координатно бушење и машине за брушење навоја. Истовремено, како би се задовољиле потребе масовне производње у индустријама као што су аутомобили и лежајеви, развијене су различите аутоматске машине алатке, алатне машине за копирање, комбиноване алатне машине и аутоматске производне линије.
Са развојем електронске технологије, Сједињене Државе су 1952. године развиле прву нумерички контролисану машинску алатку; 1958. развила је обрадни центар који може аутоматски да мења алате за вишепроцесну обраду. Од тада, развојем и применом електронске технологије и рачунарске технологије, машина алатка је претрпела значајне промене у методама вожње, системима управљања и структурним функцијама.