การจัดเส้นทางแบบหัวหอมได้พัฒนาขึ้นในกลางคริสต์ทศวรรษ 1990 ณ แล็บวิจัยกองทัพเรือสหรัฐโดยเจ้าหน้าที่คือ Paul Syverson, Michael G. Reed, และ David Goldschlag[6][7]เพื่อป้องกันการสื่อสารราชการลับของสหรัฐออนไลน์[8]แล้วต่อมาจึงพัฒนายิ่งขึ้นโดยสำนักงานโปรเจ็กต์งานวิจัยก้าวหน้ากระทรวงกลาโหม (DARPA) แล้วจดสิทธิบัตรโดยกองทัพเรือในปี 1998[7][9][10]

ต่อมาในปี 2002 นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ รอเจอร์ ดิงเกิลไดน์ (Roger Dingledine) และนิก แม็ทธิวสัน (Nick Mathewson) จึงร่วมมือกับ Syverson เพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์การจัดเส้นทางแบบหัวหอมในรูปแบบที่รู้จักกันดีที่สุด คือ ทอร์ (Tor) ซึ่งในเวลานั้นเรียกว่า The Onion Routing project หรือ TOR project (โปรเจ็กต์ทอร์)แล้วต่อมาในปี 2004 จึงได้ตีพิมพ์เอกสารการออกแบบของทอร์รุ่นสองในงานประชุม USENIX Security ครั้งที่ 13[2]ซึ่งกลายเป็นมูลฐานของการทำให้เกิดผลต่อมา

หลังจากที่แล็บวิจัยกองทัพเรือสหรัฐได้อนุญาตให้ใช้รหัสคำสั่งของทอร์ตามสัญญาเสรี[8][11][12]ดิงเกิลไดน์ แม็ทธิวสัน และบุคลากรอื่น ๆ อีก 5 ท่านก็ได้จัดตั้งโปรเจ็กต์ทอร์เป็นองค์การไม่แสวงหาผลกำไรในปี 2006 โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากมูลนิธิชายแดนอิเล็กทรอนิก (EFF) และองค์กรอื่น ๆ[13][14]