ช่วงหลังยุคเครื่องเกมซูเปอร์แฟมิคอม นินเทนโดต้องการสานต่อความสำเร็จของเครื่องเกมพกพาของตนที่ชื่อ "เกมบอย" ที่ประสบความสำเร็จอย่างล้นหลาม นินเทนโดมองว่าภาพของเครื่องเกมบอยที่เป็นภาพขาวดำความละเอียดต่ำนั้นล้าสมัยไปแล้ว จึงมีความต้องการจะพัฒนาเครื่องเกมพกพารุ่นใหม่มาแทนที่

นินเทนโดได้มอบหมายให้ กุนเป โยโคอิ นักพัฒนาเกมผู้มีชื่อเสียงผู้ให้กำเนิดเครื่องเกมพกพาที่ประสบความสำเร็จอย่างสูงอย่าง"เกม แอนด์ วอช" และ "เกมบอย" และผู้ให้กำเนิดเกมซีรีส์"เมทรอยด์"เป็นผู้พัฒนาเครื่องเกมพกพารุ่นใหม่นี้ โยโคอิได้พัฒนาเครื่องเกมที่อาศัยหลักการมองภาพ 3 มิติของดวงตา โดยผู้เล่นจะต้องมองเข้าไปในกล้องเหมือนสวมแว่นประดาน้ำ และในเครื่องจะมีหน้าจอ 2 ชุดสำหรับดวงตาซ้ายและขวา ภาพจากจอทั้ง 2 จะถูกมองแยกต่างหากจากดวงตาแต่ละข้าง ผลที่ได้คือเกิดภาพลวงตาที่ทำให้ดูเหมือนภาพมีมิติแบบภาพ 3 มิติ

อย่างไรก็ดี เนื่องด้วยการพัฒนากินเวลามากเกินไป และนินเทนโดต้องการรีบหันไปให้ความสนใจกับการพัฒนาเครื่องนินเทนโด64มากกว่า เครื่องเวอร์ชวลบอยจึงออกวางจำหน่ายทั้งๆที่โยโคอิยังพัฒนามันไม่เสร็จสมบูรณ์ ผลที่ได้คือเครื่องที่มีขนาดเทอะทะ มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะเป็นเครื่องเกมพกพา หนำซ้ำเวลาเล่นต้องหาพื้นที่วางเครื่องที่มั่นคง เพราะไม่มีอะไรตรึงตัวเครื่องติดไว้กับหัว ทำให้ได้รับคำวิจารณ์ในแง่ลบเป็นจำนวนมาก