Điện ảnh ra đời nhờ rất nhiều những tìm tòi và phát triển kỹ thuật vào nửa cuối thế kỷ 19 tập trung vào việc ghi lại hình ảnh chuyển động, đó là những phát minh của Louis Le Prince, Eadweard James Muybridge, Étienne-Jules Marey hay Thomas Edison. Tuy vậy, các nhà sử học thường coi ngày khai sinh ra nghệ thuật điện ảnh là ngày 28 tháng 12 năm 1895, khi buổi chiếu phim chuyển động và có thu tiền đầu tiên được anh em Auguste và Louis Lumière tổ chức tại Salon Indien (Phòng Ấn Độ) nằm dưới tầng hầm của quán cà phê Grand Café ở Paris, Pháp. Những khách vào xem buổi chiếu này phải trả 1 franc để xem chừng 10 đoạn phim ngắn dài 1 phút. Đoạn phim đầu tiên trong số này được Anh em Lumière (lumière trong tiếng Pháp có nghĩa là ánh sáng) quay vào khoảng tháng 8 năm 1894 tại tầng trệt căn hộ của họ ở đường Saint Victor (Lyon), nay đã được đổi tên thành đường Premier Film (Bộ phim đầu tiên). Được biết tới nhiều nhất trong buổi chiếu này là đoạn phim La Sortie de l'usine Lumière à Lyon (Buổi tan ca của nhà máy Lumière ở Lyon), được quay vào mùa hè năm 1895, ghi lại cảnh các công nhân rời khỏi nhà máy của nhà Lumière ở Lyon. Do đây chỉ là những đoạn phim ghi lại cảnh sinh hoạt thường ngày nên nó gần với các bộ phim tài liệu hơn là phim điện ảnh.

Sự ra đời của "cinématographe" nhanh chóng được công chúng đón nhận nhiệt tình. Ngay lập tức điện ảnh được thương mại hóa và công nghiệp điện ảnh ra đời. Mặc dù từ ngày 11 tháng 1 năm 1888, Louis Le Prince đã đăng ký bằng sáng chế về chiếc máy quay hoàn chỉnh có thể ghi lại những hình ảnh chuyển động, nhưng trong cuộc chiến thương mại đầu tiên liên quan đến điện ảnh, Thomas Edison mới là người chiến thắng và hầu như việc sản xuất máy quay đều nằm dưới nhãn hiệu Trust Edison cho đến tận năm 1918.

Không chỉ dừng lại ở việc ghi lại chính xác các hình ảnh thực tế, các nhà làm phim bắt đầu tạo ra các kĩ xảo điện ảnh cho các bộ phim của mình, một trong những kĩ xảo đáng nhớ nhất là hình ảnh Mặt Trăng có khuôn mặt người trong bộ phim Le Voyage dans la lune (Cuộc du hành lên Mặt Trăng) do Georges Méliès thực hiện năm 1902.

Vào thập niên 1910, đạo diễn Hoa Kỳ D.W.Griffith đã đưa điện ảnh tiến thêm một bước mới khi chuẩn hóa các thuật ngữ điện ảnh và các công đoạn làm phim cũng như cho ra đời bộ phim mang tính cách mạng về kỹ thuật dàn dựng và kịch bản The Birth of a Nation.

Những năm 1920 là giai đoạn hoạt động tích cực của các nhà điện ảnh thuộc trường phái Tiên phong (avant-garde), những người khai sinh ra điện ảnh thể nghiệm (cinéma expérimental) như Fernand Léger, Man Ray, Germaine Dulac, Walter Ruttmann và nhiều người khác. Cho đến cuối thập niên 1920, kỹ thuật thu âm đồng bộ chưa ra đời, vì vậy các bộ phim công chiếu đều không có âm thanh mà phải sử dụng các nghệ sĩ tạo âm thanh và tiếng động ngay tại nơi công chiếu. Những bộ phim như vậy được gọi là phim câm, để dẫn dắt câu chuyện hoặc miêu tả các đoạn hội thoại người ta phải sử dụng các bảng chữ (tiếng Anh: intertitle) xen vào giữa các cảnh phim. Để hiện thực hóa việc đồng bộ âm thanh và hình ảnh cho các bộ phim, người ta đã cố gắng áp dụng các kĩ thuật khác nhau, và bộ phim hoàn chỉnh "có tiếng" đầu tiên đã ra đời năm 1927, đó là bộ phim The Jazz Singer.

Thập niên 1930 được đánh dấu bằng các bộ phim tuyên truyền của Đức Quốc xã trong đó phải kể tới Olympia (phim 1938) được đạo diễn Leni Riefenstahl thực hiện để quảng bá cho Thế vận hội mùa hè 1936 tổ chức tại Berlin cũng như tuyên truyền hình ảnh của một nước Đức hùng mạnh. Bộ phim này đã mang đến những bước đột phá mới cho nghệ thuật điện ảnh như các góc quay lạ, quay cận cảnh và dựng phim. Cũng chính Leni Riefenstahl vào năm 1936 đã thực hiện bộ phim nổi tiếng Triumph des Willens, một tác phẩm nhằm gây dựng hình ảnh cho Adolf Hitler và các lãnh đạo Đức Quốc xã, Triumph des Willens được coi là bộ phim tuyên truyền xuất sắc nhất trong lịch sử điện ảnh.

Sau âm thanh, bước tiến lớn thứ hai về kỹ thuật điện ảnh là các bộ phim màu. Những bộ phim màu đầu tiên xuất hiện từ sau Chiến tranh thế giới thứ hai nhưng phải đợi đến thập niên 1950 các bộ phim màu mới bắt đầu phổ biến khi điện ảnh phải cạnh tranh với một phương tiện giải trí khác đang phát triển rất mạnh là truyền hình (vốn vẫn chỉ có hình ảnh đen trắng cho đến giữa thập niên 1960). Sau chiến tranh cũng là giai đoạn phát triển của nghệ thuật điện ảnh hiện đại với rất nhiều trào lưu điện ảnh khác nhau như chủ nghĩa Hiện thực mới (neorealism) của điện ảnh Ý với các đại diện tiêu biểu là Roberto Rossellini, Vittorio De Sica, trào lưu Làn sóng mới (Nouvelle Vague) của điện ảnh Pháp với François Truffaut, Jean-Luc Godard, cũng phải kể đến thế hệ đạo diễn mới của Hollywood, thế hệ New Hollywood với các đạo diễn nổi tiếng như John Cassavetes.

Năm 1965, với sự ra đời của loại máy quay phổ thông super 8 do hãng Kodak sản xuất, nền điện ảnh của các nghệ sĩ nghiệp dư ra đời. Những bộ phim được thực hiện nghiệp dư này được gọi là các bộ phim loại Z (Z movie, bắt nguồn từ tên gọi các bộ phim loại B – B movie kinh phí thấp của Hollywood), phim loại Z cũng được các đạo diễn nổi tiếng sử dụng như một cách thể hiện tư tưởng nghệ thuật của mình, trong số các đạo diễn đó có những người là trụ cột của điện ảnh Mỹ như Ed Wood hay Roger Corman (người đã phát hiện và đưa Francis Ford Coppola, Martin Scorsese hay Peter Jackson trở thành các đạo diễn nổi tiếng).

Bước tiến mới nhất của điện ảnh vào cuối thế kỷ 20 là sự áp dụng kỹ thuật số vào điện ảnh, từ việc sử dụng các máy quay kỹ thuật số đến việc dàn dựng các kỹ xảo điện ảnh và âm thanh trên máy tính.