钻井船早期的形式多为钻井驳船，在应用方面只适用于浅海风浪较小的海域，并且大多都是用旧船改装而成。随着现代技术的发展，现代的钻井船多为专门设计，全部钻井和生活设施都在船上，具有自航能力强的特点。同时，钻井船也有向大型化发展的趋势。

在整个钻井船的发展过程中，世界建造钻井船的集中期有三个：一是1975—1977年，二是1981—1983年，三是1998—2000年。世界上第一艘移动式旋转钻井船在1953年投入使用，当时备受关注，是船舶行业的一大进步，该船作业水深1200米，钻井深度2100米。随着现代石油工业的不断完善与进步，海上可移动钻井装置在钻井能力、工作水深、可变载荷、生活设施、安全环保、自动化程度等方面都有相当大的发展，这充分提高了海洋资源的开发能力。

随着海上石油工业的发展以及海洋资源的开采，钻井承包商在20世纪八九十年代建造了大量的适合深水作业的钻井船，这些钻井船一共63艘，其中20世纪80年代建造了29艘，20世纪90年代建造了34艘，这些船只极大促进了钻井船的发展。

在现有船舶中，服役年龄为10～15年的约占总量的一半，服役20～30年的约占总量的另外一半，大部分为世界最大的石油和天然气钻探平台营运商Transocean所建造，并且新建钻井船不多。

在未来，深水钻井装备不仅会呈现深水化、大型化趋势，而且对于设计以及配套技术的要求将更高。目前，在建的钻井船适应水深都超过了3000米，钻井深度在10000米以上。预料在未来20年内工作水深将达4000～5000米，钻井深度能力将突破15000米。钻井装备呈现大型化也是必然趋势，未来几年，钻井装备在载重量、物资储存能力等各项指标上都将向大型化发展。这一趋势也是为了增大作业的安全可靠性、全天候的工作能力和更长的自持能力。钻井船将具有良好的安全性（船为双船壳）和抗风暴能力，优化船型一直是船舶行业追求的目标，未来的钻井船将采用甚高强度钢和优良的船型及结构设计，可变载荷与总排水量、总排水量与自重的比值将进一步提高，甲板可变载荷和空间将进一步加大。在钻井船体中，最能体现其先进性的是浮式钻井专用设备和双井架、双套钻机系统。在井控方面，高压旋转防喷器将得到推广使用，并装备最先进、功率大、精度高的动力定位系统（DPS-3乃至DPS-4），在石油钻机方面，交流变频电驱钻机正在取代现有的可控硅直流电驱动电机。在钻井泵方面，不断有大功率的钻井泵问世，新一代顶部驱动装置（TDS）在交流变频驱动、静液驱动等方面又有新的发展。