O inventor americano John Wesley Hyatt, junto com seu irmão Isaiah, patenteou a primeira máquina de moldagem por injeção em 1872. Esta máquina era relativamente simples comparada às máquinas em uso hoje: funcionava como uma agulha hipodérmica grande, usando um êmbolo para injetar plástico através de uma cilindro em um molde. A indústria progrediu lentamente ao longo dos anos, produzindo produtos como coleiras, botões e pentes de cabelo.
Os químicos alemães Arthur Eichengrün e Theodore Becker inventaram as primeiras formas solúveis de acetato de celulose em 1903, que era muito menos inflamável do que o nitrato de celulose. Foi eventualmente disponibilizado em forma de pó a partir do qual foi prontamente moldado por injeção. Arthur Eichengrün desenvolveu a primeira prensa de moldagem por injeção em 1919. Em 1939, Arthur Eichengrün patenteou a moldagem por injeção de acetato de celulose plastificada.
A indústria se expandiu rapidamente na década de 1940, porque a Segunda Guerra Mundial criou uma enorme demanda por produtos baratos produzidos em massa. Em 1946, o inventor americano James Watson Hendry construiu a primeira máquina de injeção de parafuso, que permitiu um controle muito mais preciso sobre a velocidade de injeção e a qualidade dos artigos produzidos. Esta máquina também permitiu que o material fosse misturado antes da injeção, para que plástico colorido ou reciclado pudesse ser adicionado ao material virgem e misturado completamente antes de ser injetado. Hoje, as máquinas de injeção de parafuso são responsáveis pela grande maioria das máquinas de injeção. Na década de 1970, Hendry passou a desenvolver o primeiro processo de moldagem por injeção assistida por gás, que permitia a produção de artigos ocos complexos que resfriavam rapidamente. Isso melhorou muito a flexibilidade do projeto, bem como a resistência e o acabamento das peças fabricadas, reduzindo o tempo de produção, o custo, o peso e o desperdício.
A indústria de moldagem por injeção de plástico evoluiu ao longo dos anos, desde a produção de pentes e botões até a produção de uma vasta gama de produtos para diversos setores, incluindo automotivo, médico, aeroespacial, produtos de consumo, brinquedos, encanamentos, embalagens e construção.