Az ókori esztergagépekben a munkadarabot kézzel vagy pedállal forgatták, a munkadarabot pedig kötéllel forgatták, a vágószerszámot pedig kézben tartották. 1797-ben a brit mechanikai feltaláló, Maudsley megalkotott egy modern esztergagépet csavaros szerszámtartóval, 1800-ban pedig egy váltóművet fogadtak el, amely megváltoztatta az előtolási sebességet és a megmunkálandó menetemelkedést. 1817-ben egy másik angol, Roberts egy négyfokozatú szíjtárcsa és hátsó kerék mechanizmust alkalmazott az orsó fordulatszámának megváltoztatására. A gépesítés és automatizálás fokának javítása érdekében az amerikai Fitch 1845-ben feltalálta a revolverfejes esztergagépet. 1848-ban az Egyesült Államok jelent meg a kerékesztergagépben. 1873-ban Spencer az Egyesült Államokban egy egytengelyes automata esztergagépet készített, hamarosan pedig egy háromtengelyes automata esztergagépet.
A 20. század elején megjelentek a különálló villanymotorral hajtott hajtóműves esztergagépek. Az első világháború után a fegyver-, autó- és egyéb gépipar igényei miatt rohamosan fejlődtek a különféle nagy hatásfokú automata eszterga- és speciális esztergagépek. A munkadarabok kis tételeinek termelékenységének javítása érdekében az 1940-es évek végén népszerűsítették a hidraulikus profilozó berendezéssel ellátott esztergagépeket, és ezzel párhuzamosan a többszerszámos esztergagépeket is kifejlesztették. A -1950s évek közepén programvezérelt esztergagépeket fejlesztettek ki lyukkártyákkal, reteszlapokkal és számlapokkal. A CNC technológiát az esztergagépekben az 1960-as években kezdték használni, és az 1970-es évek után gyorsan fejlődött.