A história do 3D tem como génese os primeiros desenvolvimentos em estereoscopia. As tentativas mais antigas para definir este problema começam com os Tratado sobre Óptica de Euclides c. 300 a.C. . Galeno, o famoso médico e filósofo c. 120 d.C. descreve as bases fisiológicas da estereoscopia e a sua relação com o Chiasma óptico. Já no renascimento Leonardo da Vinci descreve extensivamente variadas técnicas de profundidade que induzem a ilusão estereoscópica.
Em 1611 Johannes Kepler na sua teoria da projeção, fazendo valer algumas deficiências genéticas do seu aparelho visual que lhe proporcionava uma estranha forma de visão dupla, conclui os fundamentos da perceção estereoscópica. Já no século XIX Charles Wheatstone inventa o espelho estereoscópico.
No ano de 1849 Brewster inventa a primeira câmara com lentes duplas, sendo o grande pioneiro e o mais reconhecido cientista que contribui em primeira instância para os fundamentos da imagem 3D. Pouco tempo depois Herman von Helmholtz inventa o estroboscópio para além da teoria relacionada com a perceção tri-cromática da cor. Mesmo antes da invenção do cinema, em 1861, Coleman inventa o cinematoscópio, surgindo em 1889 a primeira câmara de cinema estereoscópica desenvolvida por Friese.
Na mesma altura Edison submete patente para um sistema de playback estereoscópico. Já nos primórdios do século XX são comercializados os sistemas de projeção em teatro Eclipse e Anaglyph. Em 1935 Land que inventou o polarizador de calcite aos 18 anos, demonstra em Washington D.C. o sistema SMPTE. John Norling cria em 1939 o primeiro spot publicitário 3D para a Chrysler usando um sistema de polarização dual band. No festival de cinema Britânico de 1951 aparece o sistema Telekinema, ao mesmo tempo surge o sistema Cinerama. Embora não se tenha popularizado, o cinema 3D na década de 50 do século XX, durou cerca de 9 meses, tendo sido desenvolvidos dezenas de sistemas, a tecnologia existia e era aceitável, no entanto os realizadores por falta de formação nunca conseguiram entender os fundamentos da estereoscopia. O filme mais popular desta primeira época dourada do 3D será provavelmente “Bwana Devil”. Teremos que esperar quase 30 anos para o aparecimento no cinema do “Tubarão 3D”. O grande salto que popularizou o 3D foi dado com o filme “Avatar” realizado por James Cameron.
Pouco depois surgem as transmissões 3D ao vivo, como por exemplo o torneio de Wimbledon, ou o mundial de futebol da África do Sul.
Já em 2011 é lançado no mundo dos videojogos a consola da Nintendo 3DS, sendo esta a primeira do género na área dos videojogos.