Основы теории самовоспроизводящихся механизмов заложил американец венгерского происхождения Джон фон Нейман, который в 1951 году предложил метод создания таких механизмов. С 1961 года известны рабочие примеры таких программ.
Первыми известными вирусами являются Virus 1,2,3 и Elk Cloner для ПК Apple II, появившиеся в 1981 году.
Первые вирусные эпидемии относятся к 1986–1989 годам: Brain (распространялся в загрузочных секторах дискет, вызвал крупнейшую эпидемию), Jerusalem (проявился в пятницу 13 мая 1988 года, уничтожая программы при их запуске), червь Морриса (свыше 6200 компьютеров, большинство сетей вышло из строя на срок до пяти суток), DATACRIME (около 100 тысяч заражённых ПЭВМ только в Нидерландах).
Тогда же оформились основные классы двоичных вирусов: сетевые черви (червь Морриса, 1987), «троянские кони» (AIDS, 1989), полиморфные вирусы (Chameleon, 1990), стелс-вирусы (Frodo, Whale, 2-я половина 1990).
В 1992 году появились первый конструктор вирусов для PC — VCL (для Amiga конструкторы существовали и ранее), а также готовые полиморфные модули (MtE, DAME и TPE) и модули шифрования для встраивания в новые вирусы.
В несколько последующих лет были окончательно отточены стелс- и полиморфные технологии (SMEG.Pathogen, SMEG.Queeg, OneHalf, 1994; NightFall, Nostradamus, Nutcracker, 1995), а также испробованы самые необычные способы проникновения в систему и заражения файлов (Dir II — 1991, PMBS, Shadowgard, Cruncher — 1993). Кроме того, появились вирусы, заражающие объектные файлы (Shifter, 1994) и исходные тексты программ (SrcVir, 1994). С распространением пакета Microsoft Office получили распространение макровирусы (Concept, 1995).
В 1996 году появился первый вирус для Windows 95 — Win95.Boza, а в декабре того же года — первый резидентный вирус для неё — Win95.Punch.
С распространением сетей и Интернета файловые вирусы всё больше ориентируются на них как на основной канал работы (ShareFun, 1997 — макровирус MS Word, использующий MS-Mail для распространения; Win32.HLLP.DeTroie, 1998 — семейство вирусов-шпионов; Melissa, 1999 — макровирус и сетевой червь, побивший все рекорды по скорости распространения). Эру расцвета «троянских коней» открывает утилита скрытого удалённого администрирования BackOrifice (1998) и последовавшие за ней аналоги (NetBus, Phase).
Вирус Win95.CIH достиг апогея в применении необычных методов, перезаписывая FlashBIOS заражённых машин (эпидемия в июне 1998 считается самой разрушительной за предшествующие годы).
В конце 1990-x — начале 2000-x годов с усложнением ПО и системного окружения, массовым переходом на сравнительно защищённые Windows семейства NT, закреплением сетей как основного канала обмена данными, а также успехами антивирусных технологий в обнаружении вирусов, построенных по сложным алгоритмам, последние стали всё больше заменять внедрение в файлы на внедрение в операционную систему (необычный автозапуск, руткиты) и подменять полиморфизм огромным количеством видов (число известных вирусов растет экспоненциально).
Вместе с тем обнаружение в Windows и другом распространённом ПО многочисленных уязвимостей открыло дорогу червям-эксплоитам. В 2004 году беспрецедентные по масштабам эпидемии вызывают MsBlast (по данным Microsoft, более 16 млн систем, Sasser и Mydoom (оценочные ущербы 500 млн и 4 млрд долл. соответственно).
Кроме того, монолитные вирусы в значительной мере уступают место комплексам вредоносного ПО с разделением ролей и вспомогательными средствами (троянские программы, загрузчики/дропперы, фишинговые сайты, спам-боты и пауки). Также расцветают социальные технологии — спам и фишинг — как средство заражения в обход механизмов защиты ПО.
В начале на основе троянских программ, а с развитием технологий p2p-сетей — и самостоятельно — набирает обороты самый современный вид вирусов — черви-ботнеты (Rustock, 2006, ок. 150 тыс. ботов; Conficker, 2008–2009, более 7 млн ботов; Kraken, 2009, ок. 500 тыс. ботов). Вирусы в числе прочего вредоносного ПО окончательно оформляются как средство киберпреступности.