Tulenevalt vajadusest valmistada relvi, ilmusid juba 15. sajandil hüdrauliliselt juhitavad tünnipuurimismasinad. Pärast seda, kui J. Watt sai 1769. aastal praktilise aurumasina patendi, sai aurumasina võtmeküsimuseks silindri töötlemise täpsus. 1774. aastal leiutas inglane J. Wilkinson püssitoru puurimismasina, mida kasutati järgmisel aastal Watti aurumasina silindriplokkide töötlemiseks. 1776. aastal ehitas ta täpsema silindripuurimismasina. 1880. aasta paiku hakati Saksamaal tootma eesmiste ja tagumiste sammaste ja laudadega horisontaalpuurimismasinaid. Eriti suurte ja üliraskete detailide töötlemisega kohanemiseks töötati 20. sajandi 30. aastatel välja põrandapuurimismasin. Seoses freesimistööde mahu suurenemisega tekkisid 50ndatel põrandapuurimisveskid. 20. sajandi alguses tekkis kellade ja instrumentide valmistamise tööstuse arengu tõttu vajadus väikese auguvahe veaga seadmete järele ning Šveitsis ilmusid koordinaatide puurimismasinad. Puurimismasinate positsioneerimistäpsuse parandamiseks on laialdaselt kasutatud optilisi lugemispäid või digitaalseid kuvaseadmeid. Mõned puurimismasinad kasutavad ka digitaalset juhtimissüsteemi, et automatiseerida positsioneerimis- ja töötlemisprotsesse.