Az ókori esztergagépeket kézzel vagy lábbal működtették, kötelek segítségével forgatták a munkadarabot, miközben kézi{0}}szerszámmal vágás közben. 1797-ben a brit mechanikai feltaláló, Maudsley megalkotta a modern esztergagépet egy csavaros-szerszámtartóval, majd 1800-ban váltott fogaskerekeket alkalmazott az előtolási sebesség és a megmunkálandó menetemelkedés megváltoztatása érdekében. 1817-ben egy másik angol, Roberts négy-fokozatú szíjtárcsát és hátsó szíjtárcsát használt az orsó fordulatszámának megváltoztatására. A gépesítés és automatizálás javítása érdekében 1845-ben az amerikai Fitch feltalálta a revolverfejes esztergagépet. 1848-ban jelent meg az amerikai forgóeszterga. 1873-ban az amerikai Spencer egy-orsós automata esztergagépet épített, nem sokkal ezután pedig egy három-orsós automata esztergagépet.
A 20. század elején megjelentek az egyetlen motorral hajtott sebességváltós esztergagépek. Az első világháború után a hadianyag-, az autó- és egyéb gépipar igényei miatt gyorsan fejlődtek a különféle nagy-hatékonyságú automata és speciális esztergagépek. A kis sorozatú-gyártás termelékenységének javítása érdekében az 1940-es évek végén széles körben elterjedtek a hidraulikus másolóeszközökkel felszerelt esztergagépek, és több-szerszámos esztergagépeket is kifejlesztettek. Az 1950-es évek közepén-programvezérelt esztergagépeket fejlesztettek ki lyukkártyákkal, tűlemezekkel és tárcsakapcsolókkal. A numerikus vezérlési technológiát az esztergagépekben az 1960-as években kezdték alkalmazni, és az 1970-es évek után gyors fejlődésnek indult.