Dựa trên các nghiên cứu tâm lý về sự sáng tạo từ những năm 1940 (ví dụ: "Tư duy Năng suất" (1945) của Max Wertheimer), các kỹ thuật sáng tạo mới trong những năm 1950 và các phương pháp thiết kế trong những năm 1960, ý tưởng về tư duy thiết kế đã ra đời như một phương pháp giải quyết vấn đề sáng tạo. Những tác giả đầu tiên viết về tư duy thiết kế bao gồm John E. Arnold với tác phẩm "Creative Engineering" (1959) và L. Bruce Archer với tác phẩm "Systematic Method for Designers" (1965).[25][26]

Trong cuốn sách "Kỹ thuật sáng tạo" (1959), Arnold xác định 4 khía cạnh của tư duy thiết kế:[25]

1. Chức năng mới - nghĩa là các giải pháp đáp ứng nhu cầu mới, hoặc các giải pháp đáp ứng nhu cầu cũ theo cách hoàn toàn mới.
2. Tăng cường hiệu quả của giải pháp.
3. Giảm chi phí sản xuất.
4. Tăng khả năng bán hàng.[27]