Vào tháng 10 năm 2014, Espressif Systems đã phát hành bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), giúp ESP8266 có thể hoạt động như là một vi điều khiển riêng biệt chứ không cần phải sử dụng như là một module hỗ trợ giao tiếp WiFi cho một vi điều khiển khác như trước đó.[19] Kể từ đó, đã có nhiều bản phát hành SDK chính thức từ Espressif; Espressif duy trì hai phiên bản của SDK, ESP8266 NonOS SDK[20] và ESP8266 RTOS SDK[21] (dựa trên FreeRTOS).[22]

Một phiên bản SDK thay thế cho SDK chính thức của Espressif là bộ SDK mã nguồn mở ESP-Open-SDK[23] dựa trên Bộ trình dịch GNU (GCC), hiện được Max Filippov duy trì.[24] Một SDK thay thế khác là bộ "Unofficial Development Kit" (tạm dịch: "Bộ công cụ phát triển không chính thức") của Mikhail Grigorev,[25][26] tuy nhiên hiện tại chưa được cộng đồng đánh giá cao (với chỉ 260 sao vào năm 2021) trên Github.

Các SDK khác, chủ yếu là mã nguồn mở, bao gồm:

• Arduino - Bộ firmware dựa trên C++. Với lõi này, CPU ESP8266 và các thành phần Wi-Fi của nó có thể được lập trình giống như bất kỳ thiết bị Arduino nào khác. Mã nguồn của ESP8266 Arduino Core có sẵn trên GitHub.
• ESP8266 BASIC - Một trình biên dịch mã nguồn mở giống BASIC được thiết kế riêng cho các ứng dụng Internet of Things. Môi trường phát triển dựa trên trình duyệt tự lưu trữ.
• ESP Easy - Được phát triển bởi cộng đồng kỹ sư phát triển nhà thông minh.
• ESPHome - ESPHome là hệ thống để điều khiển các board ESP8266 hoặc ESP32 bởi các file cấu hình đơn giản nhưng hiệu quả và điều khiển các board này từ xa thông qua hệ thống nhà thông minh.[27]
• Tasmota - phần mềm mã nguồn mở, rất phổ biến với những người phát triển nhà thông minh.
• ESP-Open-RTOS - Phần mềm mã nguồn mở cho ESP8266 dựa trên FreeRTOS.
• ESP-Open-SDK - SDK tích hợp miễn phí và mở mã nguồn (càng nhiều càng tốt) cho các chip ESP8266 và ESP8285.
• Espruino - Một Javascript SDK đang được phát triển, mô phỏng giống với Node.js. Hỗ trợ một số MCU, bao gồm cả ESP8266.
• ESPurna - Phần mềm mã nguồn mở cho ESP8285 và ESP8266.
• Forthright - Dự án mã nguồn mở của Jones Forth cho vi điều khiển ESP8266.
• MicroPython - Một dự án MicroPython cho nền tảng ESP8266 (nằm trong dự án triển khai Python cho các thiết bị nhúng)
• Moddable SDK bao gồm ngôn ngữ JavaScript và hỗ trợ thư viện cho ESP8266
• Mongoose OS - Hệ điều hành mã nguồn mở cho các sản phẩm được kết nối. Hỗ trợ ESP8266 và ESP32. Phát triển bằng C hoặc JavaScript.[28]
• NodeMCU - Phần mềm dựa trên ngôn ngữ Lua.
• PlatformIO - Một IDE và trình gỡ lỗi hợp nhất đa nền tảng, hỗ trợ mã nguồn và các thư viện Arduino, cùng nhiều framework khác cho nhiều dòng vi điều khiển khác nhau, bao gồm cả ESP8266.[29][30]
• Punyforth - Ngôn ngữ lập trình lấy cảm hứng từ Forth cho ESP8266.
• Sming - Một framework C/C++ bất đồng bộ đang được phát triển tích cực với hiệu suất vượt trội và hỗ trợ nhiều tính năng mạng.
• uLisp - Một phiên bản của ngôn ngữ lập trình Lisp được thiết kế đặc biệt để chạy trên các bộ vi xử lý có bộ nhớ RAM hạn chế.
• ZBasic cho ESP8266 - Một phần mềm từ Visual Basic 6 của Microsoft, đã được điều chỉnh để làm ngôn ngữ điều khiển cho họ vi điều khiển ZX và ESP8266.
• Zerynth - Một IoT framework để lập trình ESP8266[31] và các vi điều khiển khác bằng Python.