Triểu Tống cổ đại là những người đầu tiên phát minh và sử dụng thuốc phóng nhiên liệu rắn.[4] Ghi chép Huolongjing của nhà lịch sử quân sự/ triết gia thời Minh Jiao Yu đã khẳng định người Trung Quốc đã sử dụng thuốc phóng rắn trong một thứ gọi là "hỏa tiễn", trong đó, người ta gắn một ống có chứa thuốc súng lên một cây gây, đóng vai trò như là để điều chỉnh hướng bắn cho mũi tên. Người Trung Quốc đã sử dụng vũ khí này trong cuộc chống lại sự bao vây của quân Mông Cổ trong trận bao vây Khai Phong [5][6]

Động cơ nhiên liệu rắn đã được phát minh bởi kỹ sư hàng không người Mỹ Jack Parsons tại Caltech năm 1942, ông đã thay thế nguyên liệu 2 thành phần bằng asphalt và KClO4. Động cơ với nhiên liệu mới cháy chậm hơn đã đảm bảo phù hợp về kích thước và thời gian hoạt động cho các tên lửa hỗ trợ cất cánh (JATO). Sau đó, Charles Bartley, nhân viên phòng thí nghiệm lực đẩy JPL (Caltech), thay thế asphalt bằng chất liệu cao su tổng hợp, cho phép tạo ra nhiên liệu hỗn hợp rắn có khả năng đàn hồi và giữ hình dạng hình học, từ đó giúp các kỹ sư có thể tạo ra được các động cơ tên lửa cỡ lớn. Công ty Atlantic thậm chí còn đưa tra một hỗn hợp nhiên liệu rắn giúp nhiên liệu có thời gian cháy kéo dài hơn nữa bằng cách thêm bột nhôm vào, thành phần bột nhôm chiếm 20% thành phần nhiêu liệu tên lửa.[7]

Kỹ thuật Tên lửa nhiên liệu rắn đã được phát triển cả về kích cỡ và năng lực của nó trong suốt những năm giũa thế kỷ 20, nhằm mục đích sử dụng trong quân sự. Sau những phát triển ban đầu về tên lửa liên lục địa nhiên liệu lỏng vào những năm 1940s và 1950s, cả Liên Xô và Mỹ đã bắt tay vào chế tạo tên lửa chiến thuật tầm ngắn, tầm trung và liên lục địa bao gồm cả phiên bản phóng từ mặt biển/ trên không.

Tính đến cuối những năm 1980s và tiếp tục đến năm 2020, nhiều nước đã tiến hành phát triển công nghệ tên lửa nhiên liệu rắn dùng cho các chuyến bay trong quỹ đạo, phần lớn các thiết kế là sử dụng động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, như là một lực đẩy phụ trong giai đoạn bắt đầu phóng, cung cấp lực nâng phụ trợ cho động cơ chính nhiên liệu lỏng. Một số thiết kế sử dụng động cơ nhiên liệu rắn ở các tầng trên của tên lửa, ví dụ như dòng tên lửa Proton của Nga, tên lửa Ariane 5 của châu Âu, Atlas V của Mỹ hay như tên lửa H-II của Nhật.

Động cơ tên lửa nhiên liệu rắn lớn nhất từng được phát triển là 3 động cơ tên lửa nhiên liệu rắn mỗi chiếc có đường kích 6,6m của Aerojet tại Florida.[8] Động cơ 260 SL-1 và SL-2 có đường kính 6,63m, dài 24,59m và nặng 842.900 kg, nó có lực đẩy tối đa là 16 MN. Thời gian cháy là 2 phút. Miệng xả lớn đến nỗi có thể đi bộ bên trong. Động cơ có khả năng hoạt động tương đương với 8 động cơ nhiên liệu lỏng Saturn Itầng khởi động nhưng không được đưa vào sử dụng. Động cơ 260 SL-3 có kích thước và khối lượng tương đương nhưng có lực đẩy tối đa 5,4×10^6 lbf (24 MN; 5.400.000 lbf)[Chuyển đổi: Tùy chọn không hợp lệ] cùng với thời gian cháy ngắn hơn.