Animaatioita on ollut niin kauan kuin on ollut elokuvaakin, tai itseasiassa jopa kauemmin. Jo esihistoriallisista luolamaalauksista on löydetty kuvia, joissa eläimille on piirretty monta päätä ja jalkaa. Osa tutkijoista on päätellyt, että näin hahmot on saatu näyttämään liikkuvilta, kun niihin on kohdistettu lepattava tulen valo. 1800-luvulla taas viktoriaanisissa salongeissa nautittiin taikalyhtyesityksistä, joissa yleisölle heijastettiin katsottavaksi kuultokuvia. Taikalyhty eli laterna magica oli oman aikansa diaprojektori, joka kehitettiin camera obscurasta. Esittämällä kuvat nopeassa tahdissa saatiin luotua illuusio liikkeestä. Kuultokuvien lisäksi kuvien päälle saatettiin lisätä erilaisia liikkuvia elementtejä, jotka toimivat erikoistehosteina.

Ensimmäinen kokonaan animaatiotekniikalla luotu elokuva on tiettävästi James Stuart Blacktonin vuonna 1906 valmistunut Noiduttu hotelli. Animaatiossa hyödynnettiin stop motion -tekniikkaa, jonka avulla esineet saatiin liikkumaan. Esinettä siis liikutettiin vähän kerrallaan ja jokainen muutos tallennettiin filmille. Kun filmi sitten esitetään normaalinopeudella, nopeasti vaihtuvat kuvan saavat aikaan liikkeen illuusion. Emilie Cohl oli toinen varhaisen animaation tekijöistä ja hänellä oli merkittävä rooli ranskalaisen animaation perustamisessa. Cohl aloitti uransa pilapiirtäjänä ja hänen erityisalaansa olivat liitutauluanimaatiot, joiden teon hän aloitti vuonna 1908. Liitutaululle piirrettiin tikku-ukkoja, joiden muodonmuutokset tallennettiin stop overina. Cohl jatkoi animaatiouraansa Yhdysvalloissa Newlyweds-animaatiosarjan parissa. Animaatio levisi ympäri maailmaa vauhdilla ja kokeiluja tehtiin eri maanosissa. Animaatiota käytettiin sekä viihteenä, että opetus- ja markkinointitarkoituksissa. Maailman ensimmäinen kokoillan animaatio puolestaan tehtiin Argentiinassa vuonna 1917. Muuallakin maailmassa luotiin omia animaatiotyylejä, Neuvostoliitossa oli vallalla pehmeä piirtäminen, Japanissa sarjakuvamainen ja Euroopassa yleistyivät vaha-animaatiot.

Vähitellen animaatio sai ensimmäiset omat filmitähtensä, kun yhdestä hahmosta tehtiin useampia elokuvia ja ihmiset alkoivat odottaa, mitä hahmolle seuraavaksi tapahtuu. Ensimmäinen todella kuuluisa animaatiohahmo oli Pat Sullivanin vuonna 1919 kehittämä kissa nimeltä Felix, joka seikkailu piirrosmaailmassa ja otti ilon irti siitä mahdollisuudesta, että se tiesi olevansa piirretty hahmo. New Yorkissa Max ja Dave Fleischer puolestaan loivat animaation supertähdiksi nousevat Koko-klovnin (1919), Betty Boopin (1930) ja Kippari-Kallen (1929). Heidän kynästään sai ilmestyi myös vuonna 1939 maailman toinen kokoillan värianimaatio Gulliverin retket. Fleischerit työskentelivät animaation parissa yli 20 vuotta, mutta oheistuotteiden sijaan he halusivat keskittyä ainoastaan animaatiosarjojen ja -elokuvien luomiseen. Vähitellen he joutuivat Disneyn syrjäyttämiksi.

Walt Disneyn animaatiouran ensimmäinen teos oli Liisa Ihmemaassa, joka ilmestyi vuonna 1924. Todellinen läpimurto oli Mikki Hiiri, jonka hahmo saavutti ennen näkemättömän suosion. Ensimmäinen yleisölle esitetty animaatio jossa Mikki Hiiren hahmo esiintyi oli vuonna 1928 ensi-iltansa saanut Höyrylaiva Ville, joka oli varsin edistynyt äänianimaatio. Tämän elokuvan myötä animaatio lunasti paikkansa teatteriviihteenä. 1930-luvulla Disney-yhtiöt kasvoi Hollywoodin suurimmaksi itsenäiseksi elokuvatuottajaksi. Vuonna 1937 Disney julkaisi elokuvan Lumikki ja seitsemän kääpiötä, joka oli maailman ensimmäinen kokoillan värianimaatio. Disney on onnistunut säilyttämään asemansa johtavana animaatiotalona tähän päivään asti ja luonut vuosien varrella lukuisia klassikkopiirroselokuvia.

1930-luvulla animaatioista kiinnostuivat myös Warner Bros., Metro-Goldwyn-Mayer ja United Pictures of America. Warner keskittyi tuottamaan Disneytä räväkämpiä ja vauhdikkaampia animaatiokomedioita, joiden tähtinä seikkailivat mm. Väiski Vemmelsääri, Repe Sorsa, Kelju K. Kojoottija ja Maantiekiitäjä. Animaation kultakausi päättyi Yhdysvalloissa vuonna 1957, kun niiden tekeminen muuttui liian kalliiksi. Piirroselokuvia alettiin julkaista televisiossa ja niiden budjetteja pienennettiin reilusti. Television ensimmäinen suosittu piirrossarja oli 1960-luvulla alkanut Kiviset ja Soraset. 1980-luvulla uusi animaattorisukupolvi alkoi luoda jälleen alkuaikojen tyyliin hillittömiä ja epäkorrektejakin animaatioita, kuten Simpsonit, South Park ja Beavis ja Butt-head.