Pierwsza automatyczna skrzynia biegów została opracowana w Bostonie (USA) w 1904 roku. Miała dwa biegi do przodu. Jej działanie opierało się na prostej zasadzie siły odśrodkowej. Zmiana biegu z niższego na wyższy następowała automatycznie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika. Jeśli jednak prędkość spadnie, mechanizm przełącza się na niższy bieg. Niestety projekt z 1904 roku był bardzo zawodny ze względu na użycie gorszych materiałów.
Kilka lat później, budując Model T, Henry Ford zaprojektował przekładnię planetarną z dwoma biegami do przodu i jednym biegiem wstecznym. Układ kierowniczy nie był jednak w pełni automatyczny, gdyż kierowca sterował biegami za pomocą pedałów, co było wówczas najprostszą konstrukcją.
W najprostszej wersji automatyczne skrzynie biegów składały się ze sprzęgła hydraulicznego i przekładni planetarnej. W okresie międzywojennym General Motors i REO opracowały półautomatyczne skrzynie sekwencyjne z konwencjonalnym sprzęgłem i hydraulicznie sterowaną przekładnią planetarną. Chrysler opracował własną koncepcję z niezależnym sprzęgłem hydraulicznym i mechaniczną skrzynią biegów, w której jeden z pedałów znika, a drążek zmiany biegów pozostaje. Rozwiązania półautomatyczne można uważać za prototypy współczesnych skrzyń biegów Selespeed czy Tiptronic.
Przekładnia Hydra-matic była pierwszą masowo produkowaną automatyczną skrzynią biegów do samochodów osobowych
Miała cztery biegi i jeden bieg wsteczny. Składała się z hydraulicznej przekładni planetarnej i sprzęgła hydraulicznego, co eliminowało konieczność rozłączania sprzęgła (podobnie jak sprzęgła ciernego). General Motors wprowadził automatyczną skrzynię biegów (Hydra-matic) do pojazdów Oldsmobile w maju 1939 roku na rok modelowy 1940, która była dostępna jako opcja i była również instalowana w pojazdach Cadillac rok później. Rozwiązanie to okazało się dużym sukcesem sprzedażowym. Kilku producentów samochodów zakupiło licencję na tę hydrauliczną skrzynię biegów od GM.
W tym miejscu warto wspomnieć o nowej automatycznej skrzyni biegów Forda, której rozwój rozpoczął się w 1951 roku. Nowa skrzynia biegów Forda nosiła nazwę Ford-O-Matic i posiadała trzy biegi do przodu i jeden bieg wsteczny. Zastosowano zintegrowany przemiennik momentu obrotowego i przekładnię planetarną, co przełożyło się na lepszą pracę elementu.
Kolejnym dużym krokiem w rozwoju automatycznych skrzyń biegów był rozwój skrzyń bezstopniowych. Świat musiał czekać do późnych lat czterdziestych XX wieku na konstrukcję bardzo podobną do dzisiejszej przekładni CVT, kiedy to Charles Miner dokonał przełomowego postępu w technologii przekładni bezstopniowych. Charles Miner opracował między innymi koło pasowe o zmiennej prędkości, które wykorzystuje stalowe kulki i siłę odśrodkową do manipulowania ruchomą stroną strony napędowej sprzęgła z paskiem klinowym.
Następnym ważnym krokiem w rozwoju automatycznych skrzyń biegów było wprowadzenie przekładni dwusprzęgłowych. Prace nad tego typu skrzyniami biegów rozpoczęły się w latach 80-tych XX wieku, jednak najpopularniejsze skrzynie biegów pochodzą z Grupy Volkswagen – są to skrzynie DSG. Produkcja seryjna tych skrzyń biegów rozpoczęła się dopiero w XXI wieku.
Od pionierskich czasów automatycznych skrzyń biegów w latach trzydziestych XX wieku liczba dostępnych przełożeń stale rośnie. Jeszcze w latach 70. XX wieku trzy biegi uznawano za wystarczające, ale presja na zmniejszenie zużycia paliwa zwiększyła potrzebę stosowania większej liczby biegów. Obecnie 6-biegowe automatyczne skrzynie biegów są powszechne, a producenci opracowują skrzynie 7-, 8- i 9-biegowe.
