18到19世纪，在英、美等国曾有许多人研制和设计联合收割机，其中有的人还获得了专利或制造出了样机，但基本都不具备实用价值，未能得到推广。
1831年，美国农民发明家麦克科密克（C.McCormik，1810-？）设计制作出第一台由两匹马牵引的联合收割机，其收割效率超过了30个人工，这是联合收割机研制的重大突破。此后，麦克科密克一直致力于联合收割机的改进和制造，他生产的联合收割机供不应求。到1870年，他制造的大型联合收割机由40匹马牵引，收割幅宽达30米，收割机上还装有麦桔打包装置。
1889年，美国人贝斯特（Best）设计制造出第一台由蒸汽机驱动的自走式联合收割机，一天最多可收割50多公顷农田。此后，又相继诞生了由内燃机驱动的自走式联合收割机。
19世纪80年代后期，联合收割机在美国日益普及，很快澳大利亚也生产也了类似的机器。
20世纪20年代，联合收割机首先在美国的小麦产区大规模使用，随后迅速推广到了苏联、加拿大、澳大利亚和西欧诸国。
联合收割机已是大田作业不可缺少的农业机械。用其收割小麦，可比一般人工收割减少脱粒损失5～8%，并大量节省劳力。一台大型谷物联合收割机一天可收割小麦400～500亩。 谷物联合收割机
现代联合收割机一个工作日可以收割12万平方米以上的谷物。穿行于农田的每一次操作，都割下一捆约5.5米宽的谷物。
为什么联合收割机首先出现于美国和澳大利亚，有以下理由可以说明。首先，这两个国家的农业规模都很大。田野一望无际，因此一个用快速收割法的农民在与他同行的竞争中能占据优势。另外，早期的联合收割机相对于潮湿的气候来说，更适合于干燥的气候。联合收割机在英国获得成功之前，先得研制出使谷粒干燥的机器，因为收割下来的谷物并没有干燥到能够马上贮存起来的程度。
所有的发达国家都已广泛使用联合收割机。
国内收割机起步较晚，早期以模仿及从苏联、美国、加拿大等国家进口为主。很多连接或支承部位没有经过详细的计算，而是根据发达国家已造好的收割机的尺寸设计制造的，使得收割机体积庞大，质量偏大。
大型收割机是非常复杂的机械设备。大型收割机的使用对土地的平整和规模有更高的要求，大家熟知的华北平原、三江平原等重要的小麦、水稻产区很早就使用联合收割机进行生产。