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VR的概念始于1932年出版的反乌托邦长篇小说《美丽新世界》。该小说以26世纪为背景，提到“一种头戴式设备可以为观众提供图像、气味、声音等一系列的感官体验，以便让观众能够更好地沉浸在电影世界中”。在随后出现的许多科幻作品频繁出现“VR”，比如1935年，美国著名科幻小说家斯坦利·威因鲍姆（Stanley G.Weinbaum）发表了小说《皮格马利翁的眼镜》，其中提到一个叫阿尔伯特·路德维奇的精灵族教授发明了一副眼镜，戴上这副眼镜后，就能进入电影中：“看到、听到、尝到、闻到和触到各种东西。你就在故事当中，能跟故事中的人物交流。你就是这个故事的主角”。这段时期，VR以模糊幻想的形式见诸各大文学作品。
1963年，未来学家雨果·根斯巴克（Hugo Gernsback）在 Life 杂志的一篇文章中向人们展示了他构思的一款头戴式电视收看设备Teleyeglasses，其名字的含义是这款设备由电视、眼睛和眼镜所构成，虽然外观与当代VR设备相似，但是其技术手段远未成熟。
1965年，美国科学家伊凡·萨瑟兰（Ivan Sutherland）提出感觉真实、交互真实的人机协作新理论。1968年，伊凡·萨瑟兰研发了视觉沉浸的头盔式立体显示器和头部位置跟踪系统。同时在第二年发明了最接近现代的VR设备——概念名为“达摩克利斯之剑（The Sword of Damocles）”的显示器，如图2-3所示。该设备由超声和机械轴构成，并具有简单姿态检测的功能。
图2-3 “达摩克利斯之剑”显示器
1984年，贾龙·拉尼尔（Jaron Lanier）创建了VPL Research公司，将VR设备推向民用市场，并推出包括虚拟现实设备（Eyephone）、虚拟现实手套（Data Glove）、环绕音响系统（AudioSphere）、3D引擎（Issac）、VR操作系统（Body Electric）等在内的一系列产品。
1989年，基于大跨度超视角（LEEP）技术，埃里克·豪利特（Eric Howlett）创建的LEEP VR公司先后推出3款不同的VR头盔（Cyberface），如图2-4所示。其中，Cyberface 1代配有使用复合电缆构成的平面面板，用来穿戴在胸前平衡头盔重量；Cyberface 2代拥有LCD液晶面板，并配有RGB和复合电缆；Cyberface 3代用万向架替代Cyberface 1代的部分胸甲，以承担大部分的设备重量，且显示器分辨率大幅增加。
图2-4 3款不同的VR头盔（Cyberface）
1991年，一款名为Virtuality 1000CS的VR头盔被发布，但因其外形笨重、功能单一、价格昂贵，并没有取得太大成功。1993年雅达利公司发布与娱乐VR系统制造商Virtuality联合开发的Jaguar VR头盔，如图2-5所示，也并没有掀起过多的市场风浪。
图2-5 Jaguar VR头盔
1994年，由Victormaxx公司推出的名为Cybermaxx的VR设备，如图2-6所示，可在两个0.7英寸的彩色液晶平板显示器上展示三维效果。仅一年后，Cybermaxx因其更高的分辨率、不仅兼容PC也支持VCR和游戏机的特点，在电子娱乐博览会上引发了巨大轰动。
图2-6 Cybermaxx
1995年，任天堂推出Virtual Boy，如图2-7所示。该VR设备针对游戏产业而研发，也引起了不小反应。但因其设备成本很高，同时在技术方面也面临一系列的问题，如游戏画面不清晰以及各种故障等，Virtual Boy依然没有普及。
图2-7 Virtual Boy
1997年，飞利浦公司推出名为Philips Scuba RV的VR设备，当时售价299美元。它可提供生动变化的颜色和动态立体的声音，同时可以利用PC鼠标接口模拟头部追踪系统。整个20世纪90年代，众多的公司都在布局VR，但大多数以失败告终，究其原因是技术不够成熟、设备产品价格极高等。
在随后的10年里，因过高的成本及技术的不成熟，VR在市场上的表现不尽如人意，但是人们从未停止在VR领域的开拓与研究。在此期间有许多公司推出其研发的VR设备，如索尼公司推出的3千克重头盔；Sensics公司推出具有高分辨率、超宽视野的名为“piSight”的显示设备等。同时VR逐步渗透医疗、飞行、制造和军事等领域：如在2006年，美国国防部花费2 000多万美元建立了一套名为“城市决策”的虚拟世界培训计划，用以提高民众应对城市危机的能力；2008年，美国南加州大学的临床心理学家利用虚拟技术开发了一款名叫“虚拟伊拉克”的游戏，用以帮助从伊拉克回来的军人患者，治疗创伤后应激障碍。
2012年，刚成立的Oculus公司将研发的Oculus Rift，摆上了众筹平台Kickstarter的货架，经过短短的一个月，Oculus Rift募资达243万美元，使公司能够顺利进入开发、生产阶段。两年之后，Oculus被互联网巨头Facebook以20亿美元收购，直接将其VR设备定价降低至300美元，约合人民币1 900余元；而同期的索尼头显HMZ-T3高达6 000元。这种亲民的设备定价使VR向大众视野迈进了一大步，也吸引了大批开发者投身VR项目。沉寂多年的VR，再次迎来爆发。
2014年，消费级的VR设备开始大量涌现，各大公司纷纷推出自己的VR设备，如谷歌推出的廉价易用的Cardboard、三星发布的Gear VR等。得益于技术的日渐成熟以及设备零件价格的降低，量产和成本的问题得到解决，全球的VR创业者短期内暴增。
2015年，HTC Vive在MWC2015上正式发布。次年，索尼公布PSVR VR设备刚在网店上架就被秒空。2016年，谷歌推出移动VR开发平台Daydream，并和Oculus、HTC等公司、机构成立了全球VR联盟。同时，中国3D产业联盟、华为等50多家组织和企业也成立了中国VR联盟。随后，大量的厂商开始研发自己的VR设备。
2016年，人们正式步入VR元年，大量的VR设备以及新的手机盒子类VR产品涌入市场。但是全球的VR设备出货量大大低于市场预期，除手机盒子类VR产品凭借其价格低廉的优势实现了爆发式的增长，其他类型的VR设备（如三星Gear VR、Oculus Rift和HTC Vive等）由于其价格较高及用户体验存在不足，销售均大幅低于预期。