La presentación más antigua de un vehículo autónomo que se conoce fue por Norman Bel Geddes en la feria de muestras Futurama "Futurama (exhibición)") patrocinada por General Motors para la Exposición Universal de 1939, que consistía en un vehículo eléctrico que era controlado por un circuito eléctrico incorporado en el pavimento de la carretera.
En 1980 una furgoneta guiada por visión de Mercedes-Benz, diseñada por Ernst Dickmanns") y su equipo de la Universidad de Múnich alcanzó los 100 km/h en calles sin tráfico. La Comisión Europea se mostró interesada en el proyecto y realizó una inversión de 800 millones de € para el proyecto EUREKA Prometheus que buscaba desarrollar un vehículo autónomo.
En 1980 Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) consiguió el primer vehículo que funcionaba mediante un radar, un láser, y visión computarizada. En 1987, los laboratorios HRL demostraron que se podía construir un vehículo que podía diseñar su propia ruta una vez que se salía del mapa. El vehículo pudo moverse más de 600 metros a través de terreno complejo como pendientes, grandes rocas y vegetación.
En 1994, dos vehículos robots gemelos VaMP y Vita-2") de Daimler-Benz y Ernst Dickmans, condujeron solos más de mil kilómetros en una autopista de París con 3 carriles, en días habituales y con tráficos intensos a velocidades de 130 km/h. Los vehículos funcionaron de forma autónoma con pequeñas intervenciones humanas. Demostraron que la conducción en carriles libres, en convoy y los cambios de carril a derecha e izquierda podían realizarse de forma autónoma.
En 1995, el equipo de Dickmanns modificó un Mercedes-Benz Clase S para que hiciera un viaje entre Múnich y Copenhague y vuelta, usando una visión computarizada con movimientos sacádicos y un ordenador para reaccionar en tiempo real. El robot consiguió alcanzar velocidades superiores a 175 km/h en las Autobahn alemanas, con un tiempo medio entre intervenciones humanas de 9 km, lo que supuso un 95% de conducción autónoma. De nuevo el vehículo condujo en tráfico, ejecutando maniobras para adelantar a otros vehículos.
Los trabajos pioneros en España fueron desarrollados por el CSIC.[19][20] Posteriormente, los primeros ensayos de conducción autónoma en España fueron realizados en el año 2012 en un trayecto de 100km de El Escorial a Madrid realizados por el grupo AUTOPIA del Centro de Automática y Robótica. Un vehículo manual generaba dinámicamente un mapa de alta precisión para ser seguido por el vehículo de seguimiento totalmente autónomo. El viaje cubrió una amplia gama de escenarios de conducción, incluidas zonas urbanas, carreteras secundarias y autopistas, en condiciones de tráfico estándar.[21].
Por su parte, Audi anunció en 2014 que su modelo RS7 autónomo, alcanzó los 240 km/h en el circuito de Hockenheim en Alemania. El automóvil completó una vuelta a la pista en poco más de dos minutos. Audi también colocó a un humano detrás del volante para una vuelta de comparación, siendo este cinco segundos más lento que el auto no tripulado.[22].
En abril de 2015, un Audi SQ5 que se manejaba solo, usando un sistema de conducción autónoma desarrollada por Audi y Delphi, logró recorrer 5400 kilómetros en 9 días sin que los ingenieros dentro del auto tocaran el volante salvo en un par de ocasiones.[23] Semanas después, una flota de 25 vehículos autónomos diseñados por Google dejaron las pistas de prueba para ser evaluados en el tránsito diario de Mountain View "Mountain View (California)"), California, sin superar los 40 km/h. El prototipo de Google cuenta con el software de navegación que ya utilizó en su flota de autos Lexus, que recorrieron más de un millón de kilómetros de forma autónoma y bajo la supervisión de un humano al volante.[24].
En el verano de 2015, la Universidad de Míchigan puso en funcionamiento un pueblo de utilería, denominado MCity (en:)"), en cuyas calles se pueden probar vehículos autónomos. El lugar cuenta con una calle de más de kilómetro y medio de largo, curvas de diferentes radios, rotondas, semáforos, pavimentos de diferente superficie, etcétera.[25] Por otro lado, existen otros proyectos que complementarán la MCity. Uno de ellos es la puesta de 9 000 vehículos interconectados en la gran superficie de Ann Arbor, así como otros 20 000 en carreteras al sureste del estado.[26] Durante la misma semana, en Buenos Aires (Argentina), representantes del gobierno local probaron dos unidades del primer prototipo de vehículo autónomo eléctrico fabricado en ese país. Se trata de un vehículo sin volante ni pedales.[27].
Lo primero que tenemos que tener en cuenta a la hora de hablar de conducción autónoma es el hecho de que estamos ante una máquina, un gran ordenador con ruedas que toma decisiones en función de directrices incuestionables.
De este modo, en una carretera con límite de velocidad a 80 km/h, el coche autónomo jamás excederá ese límite a no ser que se alteren sus parámetros de funcionamiento predefinidos. La ambigüedad no existe en la toma de decisiones de una máquina.
Si nos ceñimos a la teoría, el coche autónomo es la figura perfecta como sistema de transporte, donde su funcionamiento se basa en el cumplimiento de unas leyes y directrices impuestas. No hay interpretación, ni mucho menos violación de las normas salvo fallo. Dicho esto, la figura del coche autónomo se entiende como el mejor avance en seguridad que se ha producido en los últimos años, pues de su funcionamiento se extrae un control y prudencia imposible de alcanzar por un ser humano.
En 2021 y 2022, aparecen las terminologías “sistema de conducción automatizada” y “conducción automatizada” en los artículo 1 y nuevo artículo 34 bis de la Convención sobre la Circulación Vial de 1968").[28].