系统工程这门学科作为一门现代科学，始于20世纪40年代的美国，其具体的发展历程可以分为 3 个阶段：萌芽时期、发展时期和成熟时期。

1）萌芽时期

19 世纪末20世纪初，美国工业高速发展，工厂由家庭小作坊式向社会大生产转化，劳动力不足，劳动率也比较低，浪费较高，缺乏良好的生产计划，工人们也只是按吩咐做事，没有经过统一的培训，作业方法基本没有什么改进。 F. W.泰勒（F. W. Taylor）是一名工程师也是一名效率专家，他当过工人、技工、总设计师以及总工程师，于是泰勒从自身的经验出发，致力于工作研究、方法改善，以探索科学的管理方法。1911 年，泰勒公开出版《科学管理原理》一书，成为工业工程的开端，泰勒在美国管理史上被称为“科学管理之父”。

随后，美国贝尔电话公司于 1940 年正式采用“系统工程”这一名词。当时，在贝尔工作的莫利纳与丹麦哥本哈根公司的厄朗在研制电话自动交换机时，意识到应该从通信网络的总体来进行研究而不能只注意电话机和交换台设备技术的研究。于是，他们将整个工作分为 5 个阶段，即规划、研究、开发、应用和通用过程，之后又提出了排队理论并进行运用。第二次世界大战期间，随着军事的需要，运筹学诞生并崭露头角，英德对弈中，雷达报警系统及飞机降落等排队系统取得了很好的效果，系统工程的方法得到了很好的应用。再之后，运筹学及控制论逐渐成为系统工程的重要理论基础，在其他经济管理方面得到了更广泛的运用。

兰德公司成立于 1945 年，其通过研究复杂系统的数学方法及应用运筹学等理论在美国的国防系统、宇航技术以及电力、通信、交通以及其他经济建设领域内取得了很多成果，为系统工程的发展奠定了基础。

2）发展时期

1957 年，美国密歇根大学的两位教授H.古德教授和R.麦克教授合作发表了《系统工程学》，该书进一步阐述了系统工程的有关理论和方法，这也是系统工程形成的标志。此后，系统工程这一词便作为专业术语沿用至今。1958 年，美国在北极星导弹潜艇的研制过程中，在进度安排及资源综合配置问题上采用计划评审法（PERT）并获得了成功，由此系统工程进入管理领域。20 世纪60年代，美国成立了系统科学委员会，同时，计算机技术及现代控制理论的发展与广泛运用，为系统工程的运用与实施奠定了基础，它们也是系统工程的有力工具。

3）成熟时期

1965 年，美国R.马乔尔编著了《系统工程手册》，该书对系统工程学各方面如方法论、系统环境、系统元件、系统理论、技术与系统属性等进行了概括，更进一步体现了系统工程的规范化，也形成了一定的体系。美国继曼哈顿计划、北极星计划之后，在1961—1972 年，实施了“阿波罗”登月计划，将 3 名宇航员送上了月球，其间参与整个计划的人数超过了 30 万人、20 000 多家公司，涉及 1 000 万个零部件，耗资达 255 亿美元。这样一个巨大的工程，其中所包含的各项工作内容均十分浩大，这也见证了系统工程的成功运用，举世瞩目。

同时，日本也学习了大量的有关系统工程的技术与知识，在质量管理方面及其他各方面进行了运用并取得了显著的成果。1972 年，国际应用系统分析研究所成立，系统工程在工程和社会领域也得到了很好的运用。20 世纪70年代以来，系统工程的应用领域变得更加广泛，在社会、经济及生态等方面均得到了拓展。

“系统工程”早在19世纪40年代就被提出，而当时的中国还并未真正认识系统工程，但一些基础理论及系统思想的实践却早已开始。我国著名学者钱学森先生于 1956 年建立了第一个运筹学小组，在钱学森及诸多人士的努力下，国防尖端科研取得了一定的成果。“工程控制论”也是钱学森先生的一项重大成就，其中蕴含着科学的思想、理论与方法。运筹学的发展为我国系统工程的产生与发展提供了理论基础，而我国早期的航天事业也为钱学森的系统工程思想提供了一定的实践基础。

中国早期航天事业是钱学森先生回国之后才开始的，工作量巨大、任务重、要求高，需要众多人员共同协作完成，因此需要一套完善的组织管理方法。后来钱学森先生在组织国防部第五研究院的工作时，为了处理复杂的工作内容建立了总设计部，整体学科配套、队伍完善，由此形成了现在的航天系统总设计部。钱学森先生开创了中国的航天事业，也开创了中国系统工程的先河，开创了既具有中国特色又具有普遍科学意义的系统工程管理方法与技术。

我国的系统工程研究所成立于 1980 年，从此，学者们在系统科学这一领域开始各分支学科的研究，如灰色系统理论、泛系理论和物元分析等。钱学森从 1986 年开始研究开放复杂巨系统；1989 年，钱学森创造性地提出“从定性到定量的综合集成方法”来研究开放复杂巨系统，这是一项综合集成技术或者也可以说是综合集成工程。1994 年，顾基发提出物理-事理-人理（WSR）系统方法论，将物、事、人三者相结合以达到懂物理、明事理、通人理。此后，国内外涌现出一大批优秀的系统工程学者及系统工程师，系统工程也因此被广泛地应用于生产管理、社会治理、资源配置、风险预测等领域。