水肥一体化起源于无土栽培，并伴随高效灌溉技术的发展得以发展。18世纪末，英国的JohnWoodward将植物种植在土壤的提取液中。这是最早的水肥一体化栽培。
世界上第一个关于细流灌溉技术的试验可以追溯到19世纪，但是真正的开始应该起源于20世纪50年代和60年代初期。在70年代，由于便宜的塑料管道大量生产，极大地促进了细流灌溉的发展，推动了细流灌或微灌系统包括滴灌、微喷雾灌以及微喷灌等技术的进步。在过去的40多年里，水肥一体化技术在全世界迅猛发展。
美国
1913年建成了第一个滴灌工程，美国是目前世界上微灌面积最大的国家，在灌溉农业中60%的马铃薯、25%的玉米、33%的果树均采用水肥一体化技术。开发应用了新型的水溶肥料、农药注入控制装置，用于水肥一体化的专用肥料占肥料总量的38%。现在加利福利亚州已建立了完善的水肥一体化设施及服务体系，果树生产均采用了滴管、渗灌等水肥一体化技术，成为世界高价值农产品现代农业生产体系的典型。
德国
1920年在水出流方面实现了一次突破，使水从孔眼流入土壤。20世纪50年代塑料工业兴起后高效灌溉技术得到了迅速发展，而且灌水与施肥很快结合进行，发展成为一种高精度控制土壤水分、养分的一种农业新技术。荷兰
从20世纪50年代初以来，温室数量大幅增加，通过灌溉系统施用的液体肥料数量也大幅增加，水泵和用于实现养分精确供应的肥料混合罐也得到研制和开发。澳大利亚
近年来，水肥一体化技术发展迅速，2006~2007年设立总额100亿澳元的国家水安全计划，用于发展灌溉设施和水肥一体化技术，并建立了系统的墒情监测体系，用于指导灌溉施肥。
以色列
自20世纪60年代初起，以色列开始普及灌溉施肥技术1964年建成了用于灌溉施肥的全国输水系统（NationalWaterCarrier），全国耕地中大约有一半以上应用加压灌溉施肥系统，包括果树、花卉、温室作物、大田蔬菜和大田作物。20世纪80年代初，以色列的灌溉施肥技术开始应用到自动推进机械灌溉系统，施肥系统也由过去单一的肥料罐，发展为肥料罐、文丘里真空泵和水压驱动肥料注射器等多种模式并存，并且引入电脑控制技术及设备，养分分布的均匀度显着提高。在以色列，将近80%的灌溉耕地采用灌溉施肥方法，超过50%的氮和磷以及65%的钾都是以灌溉施肥的方法施用的。
此外，水肥一体化发展较快的还有西班牙、意大利、法国、印度、日本、南非等国家。据第六次国际微灌大会资料，从1981~2000年的19年间，世界微灌面积增加了633％，平均每年增加33%，达到373.33多万公顷，大部分采用水肥一体化技术。进入21世纪，水肥一体化技术发展更加迅速，应用面积进一步扩大，同时与水肥一体相配套的水溶肥研制和生产取得了长足的进步，一些发达国家已经形成了完善的设备生产、肥料配置、推广服务体系。
