Nguyên gốc CCD được AT&T Bell Labs phát triển năm 1969 làm bộ nhớ dạng thanh ghi dịch. Tuy nhiên, người ta đã nhanh chóng nhận ra rằng linh kiện này nhạy cảm với ánh sáng và dễ dàng dùng cho thu nhận hình ảnh hai chiều. Năm 1970, Michael F. Tompsett ở Philips Research Labs phát triển và được cấp bằng sáng chế đầu tiên (Patent 4.085.456) về cảm biến CCD thu nhận hình ảnh.

Từ năm 1975 cảm biến CCD với số lượng pixel đủ cho camera TV đã được sản xuất. Từ 1983 cảm biến CCD được sử dụng cho thu hình ảnh trong thiên văn học và cho camera trên vệ tinh viễn thám.

Các nhà phát minh ra cảm biến CCD là Willard Boyle và George E. Smith được trao giải Nobel Vật lý năm 2009.[2]