Sebbene alcuni concetti chiave del piano cartesiano si trovino in opere già nell'antica Grecia, gli studiosi attribuiscono a Rene Descartes il concetto critico di applicare l'algebra alla geometria. Cartesio ha introdotto la nozione di aritmetizzazione della geometria analitica assegnando le coordinate a due punti in un piano. Dopo che Descartes pubblicò le sue teorie, altri matematici iniziarono immediatamente ad espandere le sue idee e sviluppare l'aereo cartesiano.
Apollonio di Grecia trovò metodi rudimentali per risolvere problemi geometrici, e la chierica francese Nicole Oresme del XIV secolo usò sistemi simili alle coordinate cartesiane. Tuttavia, fu solo con Rene Descartes nel 1637 che la geometria e l'algebra euclidea furono finalmente unite.
Gli studiosi hanno chiamato il sistema di coordinate dopo Cartesio; tuttavia, molte delle caratteristiche del moderno piano cartesiano furono aggiunte dai matematici successivi. Cartesio funzionava solo con l'asse x e nel primo quadrante; fino a quel momento, i concetti di numeri zero e negativi non erano comuni.
Era Isaac Newton che per primo andò oltre l'uso delle distanze positive. Nella sua pubblicazione "Enumerations of Curves of Third Degree", Newton ha aperto la strada all'uso di assi perpendicolari che includevano sia numeri positivi che negativi. Ha persino impostato il precedente usando x per etichettare l'asse orizzontale, y per l'asse verticale e 0 per l'intersezione.
