Ninguém sabe quando a tinta a óleo foi usada pela primeira vez. As cavernas no Afeganistão são decoradas com pinturas antigas em tinta misturada com óleos. Acredita-se que este tipo de tinta era usado também em outros países da Ásia.
Acredita-se que a tinta a óleo era usada na Europa na Idade Média no início para a decoração de escudos, porque a tinta a óleo durava melhor do que a tinta tradicional da têmpera quando estava com o tempo, ou se era tratada de forma grosseira.
O historiador da arte renascentista, Giorgio Vasari, disse que a arte da pintura a óleo veio do norte da Europa e quem a inventou foi o famoso pintor flamengo Jan van Eyck. Artistas das áreas da Bélgica moderna e da Holanda foram os primeiros artistas a fazer da pintura a óleo seu método usual de pintura. Esta tendência se espalhou para outras partes do norte da Europa. Um famoso quadro chamado Portinari Altarpiece de Hugo van der Goes chegou em Florença nos anos 1470, numa época em que Leonardo da Vinci era jovem. As pinturas a óleo nessa data eram normalmente feitas em painéis de madeira, da mesma forma que as pinturas de tempera.
Outra influência na pintura a óleo na Itália foi um artista da Sicília chamado Antonello da Messina, que tinha aprendido a pintar com óleo. Ele viajou por toda a Itália, da Sicília a Veneza e fez muitas pinturas pequenas, incluindo retratos e quadros da Madonna e da Criança e de Jesus. Ele influenciou muitos artistas, particularmente em Veneza. Giovanni Bellini, que era um de uma família de pintores conhecidos, foi um dos primeiros pintores na Itália a pintar quadros muito grandes em tinta a óleo. Artistas de outras partes da Itália visitaram Veneza e logo o novo método de pintura se espalhou.
Em 1540, havia muito poucos pintores que ainda trabalhavam em tempera, o método anterior de pintura em painéis. Na Itália, muitos artistas continuavam a decorar paredes e tetos com afrescos. No entanto, descobriu-se que a pintura a óleo, ao contrário da tempera, era flexível (podia dobrar). Isto significava que ela podia ser usada em superfícies flexíveis como pano sem se quebrar e cair. Uma vez que a pintura sobre tela (tecido de linho pesado) se tornou usual, os artistas puderam fazer quadros enormes. Se a pintura fosse grande demais para caber através de uma porta, o artista podia simplesmente enrolá-la.
Desde os anos 1500, a pintura a óleo continua sendo a técnica favorita dos artistas que desejam pintar um quadro que dure por muito tempo. A galeria abaixo mostra obras de alguns dos artistas mais famosos que já trabalharam na pintura a óleo. Os artistas famosos do século 20 não são mostrados aqui, porque muitos de seus trabalhos são direitos autorais. Entre os artistas modernistas famosos que já pintaram em óleo estão Picasso, Matisse, Mondrian, Chagall, Kandinsky, Malevich, Salvador Dali, Francis Bacon, Lucien Freud e Jackson Pollock.
