Im Jahr 1904 wurde in Boston (USA) das erste automatische Getriebe entwickelt. Es hatte zwei Vorwärtsgänge. Seine Funktionsweise beruhte auf dem einfachen Prinzip der Zentrifugalkraft. Das Schalten von einem niedrigeren in einen höheren Gang erfolgte automatisch, wenn die Motordrehzahl stieg. Fällt die Drehzahl hingegen, schaltet der Mechanismus in einen niedrigeren Gang. Leider war die Konstruktion von 1904 aufgrund der Verwendung von minderwertigen Materialien sehr unzuverlässig.

Einige Jahre später, beim Bau des Model T, entwarf Henry Ford ein Planetengetriebe mit zwei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Die Lenkung war jedoch nicht vollautomatisch, da der Fahrer die Gänge über die Pedale bediente, was für damalige Verhältnisse die einfachste Konstruktion war.

Automatikgetriebe bestanden in ihrer einfachsten Version aus einer hydraulischen Kupplung und einem Planetengetriebe. In der Zwischenkriegszeit entwickelten General Motors und REO halbautomatische sequentielle Getriebe mit einer herkömmlichen Kupplung und einem hydraulisch gesteuerten Planetengetriebe. Chrysler entwickelte ein eigenes Konzept mit einer unabhängigen hydraulischen Kupplung und einem mechanischen Getriebe, bei dem eines der Pedale verschwindet und der Schaltknüppel übrig bleibt. Die halbautomatischen Lösungen können als Prototypen der heutigen Selespeed- oder Tiptronic-Getriebe betrachtet werden.

Das Hydra-matic-Getriebe war das erste serienmäßig hergestellte Automatikgetriebe für PKW

Es hatte vier Gänge und einen Rückwärtsgang. Es bestand aus einem hydraulischen Planetengetriebe und einer hydraulischen Kupplung, die das Ausrücken der Kupplung (wie bei einer Reibungskupplung) überflüssig machte.
General Motors führte im Mai 1939 ein Automatikgetriebe (Hydra-matic) für Fahrzeuge der Marke Oldsmobile für das Modelljahr 1940 ein, das als Option erhältlich war und ein Jahr später auch in Cadillac-Fahrzeuge eingebaut wurde. Diese Lösung war ein großer Verkaufserfolg. Mehrere Automobilhersteller kauften die Lizenz für dieses hydraulische Getriebe von GM.
An dieser Stelle ist das neue Automatikgetriebe von Ford zu erwähnen, mit dessen Entwicklung 1951 begonnen wurde. Das neue Ford-Getriebe hieß Ford-O-Matic und verfügte über drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Es wurden ein integrierter Drehmomentwandler und ein Planetengetriebe verwendet, was zu einem besseren Betrieb der Komponente führte.
Der nächste große Schritt in der Entwicklung von Automatikgetrieben war die Entwicklung von stufenlosen Getrieben. Die Welt musste bis in die späten 1940er Jahre auf eine Konstruktion warten, die dem heutigen CVT-Getriebe sehr ähnlich war, als Charles Miner bahnbrechende Fortschritte in der stufenlosen Getriebetechnik erzielte. Unter anderem entwickelte Charles Miner eine Riemenscheibe mit variabler Geschwindigkeit, bei der Stahlkugeln und Zentrifugalkraft eingesetzt wurden, um die bewegliche Seite der Antriebsseite einer Keilriemenkupplung zu manipulieren.

Ein weiterer wichtiger Schritt in der Entwicklung von Automatikgetrieben war die Einführung von Doppelkupplungsgetrieben. Die Arbeiten an diesem Getriebetyp begannen in den 1980er Jahren, aber die populärsten Getriebe kommen aus dem Volkswagen-Konzern – es sind die DSG-Getriebe. Die Serienproduktion dieser Getriebe begann erst im 21. Jahrhundert.

Seit den Pioniertagen des Automatikgetriebes in den 1930er Jahren ist die Zahl der angebotenen Gänge ständig gestiegen. Noch in den 1970er Jahren galten drei Gänge als ausreichend, aber der Druck zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs hat die Notwendigkeit erhöht, mehr Gänge anzubieten. Heute sind 6-Gang-Automatikgetriebe gang und gäbe, und die Hersteller entwickeln 7-, 8- und 9-Gang-Getriebe.