ประวัติของงานวิจัยด้าน BCI เริ่มต้นขึ้นจากการค้นพบสัญญาณไฟฟ้าทางสมองของมนุษย์โดยฮันส์ แบร์เกอร์ นักจิตวิทยาชาวเยอรมัน นำไปสู่การพัฒนาเครื่องบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (electroencephalograpy หรือ EEG) โดยในปี ค.ศ. 1924 แบร์เกอร์สามารถวัดกิจกรรมสมองมนุษย์ด้วย EEG โดยพบสัญญาณไฟฟ้าลักษณะเป็นคาบของคลื่นความถี่ประมาณ 8-13 เฮิร์ตส์ เรียกว่าคลื่นแอลฟา มีศักย์ไฟฟ้าระดับ 100 ไมโครโวลต์ จากนั้นแบร์เกอร์ได้พบว่าสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้ในคนที่เป็นโรคสมองจะแตกต่างจากคนปกติ เปิดทางไปสู่การวิจัยด้านกิจกรรมสมองมนุษย์โดยศึกษาคลื่นไฟฟ้า

ต่อมาในปี ค.ศ. 1973 Jacques Vidal นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิสเริ่มใช้คำว่า BCI เป็นครั้งแรกในเอกสารวิชาการที่มีผู้ตรวจสอบ[5][6] นับเป็นผู้บุกเบิกวงการ BCI เนื่องจากผลงานตีพิมพ์หลายฉบับได้สรุปรวมและอภิปรายการวิจัยที่เกิดขึ้นในวงการ[7][8][9] โดยกล่าวถึง BCI ว่าเป็นการควบคุมวัตถุภายนอกโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าของสมอง (EEG) จากนั้นในปี ค.ศ. 1977 มีการทดสอบ BCI โดยดูการเปลี่ยนแปลงสัญญาณไปทางลบของคลื่น EEG แล้วนำไปควบคุมวัตถุกราฟิกบนจอคอมพิวเตอร์[10]

จากนั้น งานวิจัยด้าน BCI ขยายไปสู่การใช้คลื่นสมองที่บันทึกจากขั้วไฟฟ้าที่ฝังอยู่บนผิวสมอง ซึ่งต้องอาศัยการผ่าตัดเพื่อฝังขั้วไฟฟ้า ต่อมาในปี ค.ศ. 1988 มีการนำสัญญาณ EEG มาใช้ในการควบคุมหุ่นยนต์ โดยสั่งให้หุ่นยนต์เริ่ม หยุด และกลับไปเริ่มเคลื่อนไหวใหม่[11][12] จากนั้นในปี ค.ศ. 1990 เริ่มมีการนำสัญญาณสัญญาณสมองที่อ่านได้ไปประมวลผลแล้วแปลงกับเป็นข้อมูลขาเข้าให้สมอง ทำให้ระบบเป็นระบบวงวนปิด และต่อยอดไปสู่การประยุกต์ใช้งานอีกมากมาย[13][14]