=Ngay từ thời nhà Chu ở Trung Quốc, đã có ghi chép về việc "dựng cây đánh đường". Ở La Mã cổ đại, các cột mốc và biển chỉ dẫn được đặt trên con đường quân sự từ Rome đến Capua. Tuy nhiên, hầu hết mọi người đều tin rằng nguồn gốc của biển báo giao thông đường bộ hiện đại phải bắt nguồn từ tháng 12 năm 1879 ở Anh-Câu lạc bộ Secklinger, một tổ chức địa phương tham gia Liên đoàn Đua xe đạp, đã lắp đặt một biển cảnh báo trên con đường dẫn lên núi: "Gửi Secklinger-Nguy hiểm trên ngọn đồi này". Biển cảnh báo này, được vẽ trên một tấm sắt, đã trở thành biển báo giao thông đường bộ được ghi chép sớm nhất trong lịch sử. Cơ quan hành chính đầu tiên lắp đặt biển báo giao thông trên đường là Cơ quan Đường bộ Interrn Moorland ở Gloucestershire, Anh. Nó đã lắp đặt một biển cảnh báo ở một vị trí nổi bật trên Đồi Moorrn vào tháng 10 năm 1881.
Vào tháng 10 năm 1901, sau khi được sự cho phép của Nghị viện Gloucestershire, Liên đoàn ô tô đã lắp đặt biển cảnh báo dành riêng cho ô tô đầu tiên trên thế giới trên đỉnh đồi Bad Lip ở Gloucester. Sau đó, dựa trên Pháp lệnh về phương tiện cơ giới năm 1903, các cơ quan hữu quan của Anh đã giành được quyền dựng biển báo giao thông, và vào ngày 10 tháng 3 cùng năm, đã ban hành văn bản cho chính quyền địa phương khuyến nghị các biển báo giao thông sau: một con rắn trắng có đường kính 457 mm (18 inch) sơn trên bảng gỗ để biểu thị giới hạn tốc độ; vòng tròn màu đỏ để biểu thị lệnh cấm; một hình tam giác màu đỏ để biểu thị cảnh báo; và một hình thoi để biểu thị các giao lộ, các góc cua nguy hiểm và những khúc cua gấp. Bởi vì không phải tất cả chính quyền địa phương đều chấp nhận những khuyến nghị này vào thời điểm đó nên tình trạng hỗn loạn đã nảy sinh khi các biển báo giao thông không nhất quán và người lái xe khó nhận biết ngay lập tức. Mãi đến sau năm 1930, một sắc lệnh thống nhất về biển báo giao thông mới được công nhận trên toàn nước Anh, khiến các biển báo giao thông trở nên chuẩn hóa hơn.
Năm 1903, nhờ sự thúc đẩy tích cực của Liên đoàn ô tô Pháp, Pháp trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới sử dụng biển báo giao thông tiêu chuẩn trên toàn quốc. Vào thời điểm đó, biển báo giao thông của Pháp bao gồm các bảng gỗ màu đen sơn trắng biểu thị "Rẽ trái", "Rẽ phải", "Cầu" và "Đường lên dốc nguy hiểm" cùng các cảnh báo khác dành cho người lái xe.
Năm 1908, Hội nghị Đường bộ quốc tế lần thứ nhất tổ chức tại Paris đã đặt ra vấn đề tiêu chuẩn hóa biển báo giao thông, quyết định thực hiện các biển báo giao thông thống nhất quốc tế. Các quốc gia và khu vực tham gia được yêu cầu sơn các biểu tượng biển báo giao thông được tiêu chuẩn hóa như "đường không bằng phẳng", "điểm giao nhau", "đường cong" và "đường sắt cắt ngang phía trước" trên các bảng gỗ hình tam giác, có vạch đỏ để dễ nhìn, nhưng không đạt được thỏa thuận nào. Nhiều hội nghị đã được tổ chức ở Châu Âu, Châu Mỹ và Châu Phi để thảo luận về việc tiêu chuẩn hóa các biển báo giao thông khu vực và toàn cầu. Các cơ quan quản lý giao thông ở các nước Châu Âu và trên thế giới đã kết hợp các biển báo giao thông được tiêu chuẩn hóa vào quản lý giao thông đường bộ của họ, đồng thời tiếp tục đổi mới và phát triển chúng dựa trên điều kiện đường sá của 36 quốc gia khác nhau.
Năm 1935, ấn bản đầu tiên của *Sổ tay Thiết bị Kiểm soát Giao thông của Liên Hợp Quốc* được xuất bản tại Hoa Kỳ, đề xuất các phương pháp và tiêu chuẩn được tiêu chuẩn hóa để sản xuất biển báo giao thông. Sách hướng dẫn thậm chí còn đề xuất sử dụng vật liệu phát quang cho biển báo giao thông để cải thiện an toàn giao thông vào ban đêm.
Năm 1968, Liên Hợp Quốc đã công bố *Công ước về Giao thông đường bộ và Biển báo và Tín hiệu Đường bộ* làm cơ sở cho việc phát triển biển báo giao thông quốc gia. Kể từ đó, biển báo giao thông ở nhiều quốc gia đã dần hướng tới tiêu chuẩn hóa quốc tế về phân loại, hình dạng, màu sắc và thiết kế. Với sự phổ biến ngày càng tăng của phương tiện cơ giới và sự phát triển đường bộ, ngày càng có nhiều quốc gia và chính phủ công nhận vai trò quan trọng của biển báo và vạch kẻ giao thông. Được dẫn dắt và thúc đẩy bởi một số quốc gia phát triển, những cơ sở điều khiển giao thông đơn giản này đã cho phép cải tiến liên tục về công nghệ quản lý và an toàn giao thông. Trong khi đó, với nỗ lực của các tổ chức quốc tế như Liên minh Châu Âu và Liên Hợp Quốc, ngày càng có nhiều quốc gia tham gia phong trào quốc tế về tiêu chuẩn hóa biển báo và tín hiệu giao thông đường bộ, tìm kiếm những cách thức mới để đạt được giao thông quốc tế thuận tiện.
Vào tháng 1 năm 2022, Tổng Văn phòng Bộ Giao thông vận tải đã ban hành "Thông báo về việc thực hiện Dự án đặc biệt nhằm tối ưu hóa và nâng cấp biển báo và vạch kẻ giao thông trên đường cao tốc", thông báo tiến độ công việc ở từng giai đoạn và nêu ra các yêu cầu để tiếp tục tối ưu hóa và nâng cấp biển báo và vạch kẻ giao thông trên đường cao tốc. Trọng tâm là các đoạn đường phức tạp như nút giao thông đường cao tốc và lối vào/lối ra để cải thiện sự phối hợp và điều chỉnh các biển báo và vạch kẻ giao thông với mạng lưới đường liên quan; tích cực thúc đẩy việc sửa đổi và xây dựng các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật như "Biển báo và vạch kẻ giao thông đường bộ", "Thông số kỹ thuật để đặt biển báo và vạch dấu giao thông trên đường cao tốc" và "Thông số kỹ thuật chung cho vạch dấu giao thông trên đường cao tốc" và thiết lập một cơ chế dài hạn-hợp lý để đánh giá năng động và tối ưu hóa các biển báo và vạch kẻ giao thông trên đường cao tốc.
