Первый функционирующий банкомат изобрел шотландец Джон Шепард-Баррон. Он был установлен 27 июня 1967 года в районе Энфилд на севере Лондона. На идею создания банкомата Шепард-Баррон натолкнула увиденная им работа автомата по продаже шоколада. ATM был «бескарточным» банкоматом и выдавал наличные в обмен на специальный ваучер (чек), которые надо было заранее получать в банке. Для защиты от подделки и записи ПИН-кода на чеках имелась слаборадиоактивная метка.
Первым банком, который в 1972 году начал повсеместно устанавливать банкоматы, стал американский Citibank. В том же году банк Lloyds ввёл в Великобритании первые онлайн-банкоматы под названием Cash-Point. Вместо ваучера они принимали пластиковые карты с магнитной полосой, что было гораздо удобнее. Развитие телекоммуникаций позволило строить сети банкоматов, которые могли использоваться сразу несколькими банками.
В СССР первые банкоматы появились в 1991 году, два в московском Центре международной торговли (ЦМТ) и один в офисе компании American Express на улице Садово-Кудринской. Выдавали они не наличные деньги, а дорожные чеки AmEx. Первый в России банкомат по выдаче наличных был установлен «Мост-Банком» в 1994 году в Москве в гастрономе «Новоарбатский».
В конце 1990-х годов свое распространение получили банкоматы с функцией cash-in — приема наличных. Первый банкомат такого типа мог принимать деньги в специально предназначенных для этого конвертах. В 2000-х годах производители банкоматов начали внедрять технологию Cash Recycling, заключающуюся в том, что наличные деньги, внесённые одним клиентом в банкомат, могут быть получены на руки другим клиентом. Большое влияние на индустрию ATM в последние десять лет оказывают развитие Интернета и мобильных технологий.
