早在中国周代，已有“列树以表道”的记载。在古罗马时代，从罗马到加普亚的军用大道上设有里程碑和指路牌。但是大多数人认为现代道路交通标志的起源，应该追溯到1879 年12 月的英国——参加自行车联盟的地方组织塞克林格俱乐部，在通往山区的道路上设置了一个预告危险的交通标志：“到塞克利斯特—这个山丘危险“。这个用油漆写在铁板上的预告标志成为有史以来文字记载的最早的道路交通标志。而最早在道路上设置交通标志的行政管理部门，则是英国英格罗斯特郡的英特恩沼泽地路政局。它曾于1881 年10 月在莫特恩小山的明显之处设置了警告标志。1901 年10 月，在得到格罗斯特郡州议会许可后，英国汽车联盟在格罗斯特的巴德利普小山顶上设置了世界上最初的汽车专用警告标志。后来，英国有关行政当局根据1903年颁布的《汽车条例》，获得了设置交通标志的权力，并在同年3 月10 日向各地方行政局下发了“建议采用如下交通标志“的文件：即在木板上画一个直径457 毫米（18 英寸）的白色蛇，表示速度限制；红圈表示禁止；红线三角表示警告；菱形表示交叉点，危险的拐角，急转弯场所。由于当时并不是所有的地方当局都接受上述建议，因此出现了交通标志不统一，不利于过往汽车司机马上识别的混乱局面。直到1930 年以后，才使得统一的交通标志法令在英国各地获得认可，使交通标志更加规范化。
1903 年，由于法国汽车联盟的积极推进而使法国成为世界上最早的在全国范围内使用统一的汽车交通标志的国家。法国的交通标志当时在一块又一块黑色的木板上用白漆分别书写“左拐”“右拐“桥梁“危险的上坡路”等提醒司机注意的文字。
1908 年，在巴黎召开的首届国际道路会议上，曾提出统一交通标志的议题，决定实行国际统一的交通标志。要求与会的国家和地区把统一规定的“路不平，交叉口， 弯路和前面有铁路横过“等交通标志符号画在三角形的木板上，用红线勾边，使之醒目，但未达成协议。在欧洲、美洲、非洲多次召开会议，讨论地区性或世界性的交通标志统一问题。欧洲各国乃至全世界的国家和地区的交通管理当局都把统一后的交通标志纳入道路交通管理中，并根据36不同国家的道路情况，有所创新和发展。
1935 年，美国的版《统一交通控制设施手册》（Manual of United Traffic Control Devices）出版，向全美国推荐了统一制作交通标志的办法和标准，手册里甚至还提到了建议使用“发光材料”制作交通标志，以改善夜间交通安全的条件。
1968 年，联合国公布《道路交通和道路标志、信号协定》作为各国制定交通标志的基础。从此各国的交通标志在分类、形状、颜色、图案等方面逐渐向国际统一的方向发展。伴随着机动车的普及和道路发展，越来越多的国家和政府意识到了交通标志标线的重要作用，在一些发达国家的带领和推动下，利用这些简单的交通控制设施，实现了交通安全与管理技术水平的不断提高。同时，在欧盟、联合国等国际组织的努力推动下，越来越多的国家加入了国际道路交通标志、信号的统一运动中，想方设法为实现国际便利交通，进行新的尝试。