การส่งเสริมการลงทุนในประเทศไทย เริ่มเกิดนโยบายดังกล่าวในปี พ.ศ. 2497[3] ในรัฐบาลของจอมพล ป. พิบูลสงคราม ซึ่งมีพลโท บัญญัติ เทพหัสดิน ณ อยุธยา เป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงอุตสาหกรรม ด้วยเหตุที่รัฐวิสาหกิจของไทยประสบปัญหารายได้จากการส่งออกลดลง จึงมีแนวคิดที่จะส่งเสริมให้เอกชนเข้ามาลงทุนในอุตสาหกรรมมากขึ้น แต่ในระหว่างที่มีการบังคับใช้กฎหมายดังกล่าว มีกิจการที่ยื่นขอรับการส่งเสริมการลงทุนเพียง 9 ราย และได้รับอนุมัติเพียง 6 ราย ดังนั้นในรัฐบาลของจอมพลสฤษดิ์ ธนะรัชต์ จึงได้ปรับปรุงแก้ไขกฎหมายส่งเสริมการลงทุนใหม่ โดยยกเลิกพระราชบัญญัติเดิมและตราพระราชบัญญัติส่งเสริมการลงทุนเพื่อกิจการอุตสาหกรรม พ.ศ. 2503 ขึ้นมาแทน และมีการแต่งตั้ง "คณะกรรมการส่งเสริมการลงทุนเพื่อกิจการอุตสาหกรรม" มีอำนาจหน้าที่ให้การส่งเสริมการลงทุน มีกรรมการทั้งหมด 36 คน โดยมีนาย ทวี บุณยเกตุ เป็นประธาน

ในระยะแรกคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุนเพื่อกิจการอุตสาหกรรม ไม่มีบุคลากรประจำ ต้องยืมตัวข้าราชการจากหน่วยต่างๆ มาทำงาน ต่อมาจึงมีการแก้ไขกฎหมายและจัดตั้งสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุนเพื่อกิจการอุตสาหกรรม เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2509 มีฐานะเทียบเท่ากรม สังกัดสำนักนายกรัฐมนตรี มีที่ทำการอยู่ที่ถนนราชดำเนินกลาง และในวันที่ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2515 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น "คณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน" และ "สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน" ตามประกาศของคณะปฏิวัติ ฉบับที่ 227 ลงวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2515[4]

ใน พ.ศ. 2546 สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน ได้โอนไปเป็นส่วนราชการภายใต้การบังคับบัญชาของรัฐมนตรีว่าการกระทรวงอุตสาหกรรม และวันที่ 30 กรกฎาคม พ.ศ. 2557 ได้มีคำสั่ง คณะรักษาความสงบแห่งชาติ ฉบับที่ 100/2557 ลงวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2557 โอนสำนักงานฯ จากกระทรวงอุตสาหกรรม ไปสังกัดสำนักนายกรัฐมนตรี[5][6]

และในวันที่ 3 กรกฎาคม พ.ศ. 2560 [7]ได้เปิด ศูนย์บุคลากรทักษะสูง ขึ้นที่ อาคารจตุรัสจามจุรี