Powszechnie uważa się, że narodzinami radiolokacji były obserwacje A. Popowa (1897 r.) oraz niezależnie A.H. Taylora i L.C. Younga (1922 r.). Stwierdzili oni, że jeżeli pomiędzy dwa korespondujące ze sobą drogą radiową okręty wpłynął trzeci, to łączność została przerwana.
W 1904 r. niemiecki inżynier C. Hulsmeyer uzyskał patent na sposób określania położenia okrętów, dzięki odbijaniu przez nie fal radiowych. Jest on uznawany za konstruktora pierwszego radaru (zasięg 3 km).
W 1907 r. Nikola Tesla wysunął projekt zastosowania do wykrywania niemieckich okrętów podwodnych ultrakrótkich fal radiowych w postaci bardzo krótkich impulsów o mocy rzędu kilku tysięcy kilowatów. Ówczesny poziom radiotechniki nie pozwalał na wytwarzanie impulsów o takiej mocy, jednak większość dzisiejszych radarów jest radarami impulsowymi.
W 1923 r. Francuz M. Bravel zastosował obracaną antenę do określania kierunku obiektów.
W latach 1924-1925 E. Appleton i W. Barnet w Anglii określali wysokość jonosfery przez zastosowanie modulowanych fal radiowych, promieniowanych pionowo oraz wykorzystanie interferencji pomiędzy wysyłaną falą ciągłą o zmienianej częstotliwości i falą odbitą, odbieraną przez specjalny odbiornik. W 1925 r. M.A. Tuve i G. Breit w USA określili wysokość jonosfery metodą impulsową, wysyłając fale radiowe w postaci krótkich impulsów i mierząc odstęp czasu pomiędzy wysyłanym impulsem sondującym oraz impulsem odbitym od jonosfery.
Nazwę "radar" utworzyli oficerowie marynarki USA F.R. Furth i S.M. Tucker od pierwszych liter wyrazów angielskich, określających zadania radiolokacji: Radio Detection And Ranging - wykrywanie i określanie odległości przy pomocy radia. Angielska wersja tego skrótu to Radio Aids for Defence And Reconaissance - radiowe pomoce dla obrony i rozpoznania.
Ponieważ obie te wersje nie oddawały w pełni istoty tego wynalazku (np. pierwsza dotyczy tylko zastosowań niektórych typów radarów), to po 1945 roku zaczęto objaśniać ten skrót wyrazami Radio Direction And Range lub Radio-Angle Direction And Range.
W każdym z krajów radary były inaczej nazywane, zaś wszelkie prace nad wynalezieniem i wprowadzeniem nowej techniki były utajnione. Prace nad wynalezieniem nowych sposobów wykrywania samolotów rozpoczęto w kilku państwach mniej więcej w latach trzydziestych, kiedy pod wpływem prac generałów Douheta i Mitchella coraz większe znaczenie w działaniach wojennych zaczęto przypisywać lotnictwu. Ówczesne sposoby ostrzegania przed nalotem, to jest sieć posterunków obserwacyjnych oraz akustyczne aparaty nasłuchowe miały mały zasięg i dokładność, skutkiem czego samoloty były wykrywane zbyt późno, a dokładne naprowadzanie własnego lotnictwa pozostawało w sferze marzeń. Na znaczenie lotnictwa i metod obrony przed jego działaniami wskazywał także pułkownik Władysław Sikorski w kontrowersyjnej wówczas książce pt. "Przyszła wojna".
W latach 1930-1943 tysiące techników, inżynierów i uczonych pracowało nad koncepcjami budowy i wykorzystania radarów oraz nad udoskonalaniem poszczególnych elementów.
W Anglii najbardziej jest znane nazwisko R. Watson-Watta, według projektu którego zbudowano już w 1935 r. łańcuch pięciu radarów dalekiego zasięgu typu CH (Chain Home), które od grudnia tego roku rozpoczęły pracę jako pierwszy na świecie radiolokacyjny system taktycznego dowodzenia lotnictwem myśliwskim, ochraniając po wybuchu wojny w 1939 r. wschodnie wybrzeża Anglii. Później system został uzupełniony radarami wykrywania celów niskolecących typu CHL (Chain Home Low). Szybki postęp technologiczny umożliwił zbudowanie okrętowych radarów artyleryjskich (służących do wykrywania okrętów nieprzyjacielskich i korygowania ognia artylerii okrętowej) i lotniczych radarów pokładowych. Najpierw były to niezbyt dokładne i kłopotliwe w obsłudze urządzenia do lokalizacji bombowców, montowane na nocnych myśliwcach. Przy ich okazji zauważono, że na ekranie radaru widać blady ale wierny obraz terenu pod samolotem. Zjawisko to wykorzystano do zbudowania brytyjskiego radaru H2S, przeznaczonego do dokładnego oznaczania celów dla samolotów bombowych. Radar ten był do końca wojny jedną z najpilniej strzeżonych tajemnic.
Chyba największym osiągnięciem brytyjskich inżynierów było zbudowanie magnetronu wnękowego - lampy elektronowej, umożliwiającej precyzyjną generację fal radiowych bardzo wysokiej częstotliwości. Możliwe stało się budowanie naziemnych i pokładowych stacji radiolokacyjnych, w zasadniczych parametrach niewiele ustępujących dzisiejszym.
Niemcy, którzy początkowo nie doceniali znaczenia radiolokacji, do konstruowania radarów przystąpili z dużym opóźnieniem. W 1939 roku dysponowali niezbyt udanymi radarami ostrzegawczymi typu Jagdschloss, o zasięgu około 120 km. W późniejszym okresie skonstruowano między innymi ulepszone radary ostrzegawcze Freya i radary dla artylerii przeciwlotniczej Wurzburg (jego większa odmiana nazywała się Wurzburg - Riese). Z niemieckich radarów pokładowych najbardziej znane były urządzenia typu Lichtenstein, montowane na nocnych myśliwcach Junkers Ju-88.
Konstrukcje niemieckie były mniej zaawansowane technicznie od brytyjskich czy amerykańskich, ale dzięki precyzyjnej konstrukcji i starannemu wykonaniu dobrze spełniały swoje zadanie. Należy przy tym pamiętać, że niemieckie radary strzegły ogromnego obszaru okupowanej Europy z linią brzegową długą na tysiące kilometrów.
Pod koniec II wojny światowej publikowano w prasie brytyjskiej i amerykańskiej wzmianki o tajemniczej broni, ułatwiającej walkę z niemieckimi okrętami podwodnymi, lotnictwem i latającymi bombami V-1. Bliższe informacje o nowej broni pojawiły się w prasie i w literaturze fachowej dopiero po zakończeniu wojny. W ZSRR podano po wojnie oficjalnie do wiadomości, że w 1941 r. zespół w składzie: J. Kobzariew, P. Pogoriełko i N. Czerniecow został nagrodzony nagrodą państwową za opracowanie "przyrządu do wykrywania samolotów". Prawdopodobnie chodziło o jeden z radarów ostrzegawczych serii Redut.
Po wojnie rozwój radarów zmierzał w stronę rosnącej specjalizacji poszczególnych rodzajów w celu zapewnienia im jak najlepszych własności dla przeznaczonych im zadań.
W pierwszych latach powojennych wojskowa kontrola lotów zapewniała bezpieczeństwo samolotom zarówno wojskowym, jak i cywilnym. Debiutem radarowej kontroli ruchu lotniczego była operacja zaopatrywania drogą powietrzną Berlina Zachodniego (1948/49).

Radar AN/TPS-44A, który w czasie trwania "mostu berlińskiego" spełniał rolę radaru kontroli zbliżania.

Wzrastająca ilość przewozów lotniczych bardzo szybko osiągnęła poziom wymagający wyposażenia w radary cywilnej kontroli ruchu lotniczego. Pierwsze konstrukcje przeznaczone specjalnie dla potrzeb cywilnych pojawiły się około roku 1956.
Dużym skokiem jakościowym w konstrukcji radarów cywilnych i wojskowych było zastosowanie układów cyfrowych, co pozwoliło na znaczne polepszenie dokładności i niezawodności urządzeń.
Następnym krokiem było zastosowanie komputerów w systemach zobrazowania i obróbki danych radiolokacyjnych. Jak zwykle, zaczęło się od konstrukcji wojskowych, potem kolej przyszła na systemy cywilne. Od tego momentu radar jest coraz bardziej sprowadzany do roli czujnika - źródła sygnału dla zintegrowanego systemu zbioru i obróbki danych.