聚氨酯樹脂的主要原料之一是異氰酸酯，蕞早是由德國化學家Wurtz于1849年用硫酸烷基酯與氰酸鉀進行復分解反應制得烷基異氰酸酯。1850年Hofmann用二苯基草酰胺進行脫氫反應得到了苯異氰酸酯。1884年Hentschel用胺或（銨）鹽類與光氣反應制成異氰酸酯，從而為異氰酸酯的工業化奠定了基礎。

1937年，德國I.G.Farben公司（Bayer公司的前身）的O.Bayer教授及其同事們首先對二異氰酸酯的加聚反應進行了研究，發現可以生成各種聚氨酯與聚脲化合物，但沒有發現其實用價值。后來Bayer教授等用1，6-己二異氰酸酯和1，4-丁二醇的加聚反應制成線型聚氨酯樹脂，該樹脂具有熱塑性、可紡性，能制成塑料和纖維。這種聚氨酯樹脂命名為Igamid U，由這種樹脂制成的纖維稱為Perlon U，這種纖維1944年僅達到25t/月的產量。

德國Bayer公司在二戰期間，進一步研究了二異氰酸酯與羥基化合物的反應，制得了硬質泡沫塑料、涂料以及膠黏劑等產品，在1941～1942年間建成了10t/月的聚氨酯樹脂制品試驗車間。

聚氨酯泡沫塑料首先被開發。二戰后，1945～1947年，美國有關企業看了PB報告中有關聚氨酯樹脂的報道，開始了對聚氨酯樹脂材料的重視。特別是與空軍相關的企業更感興趣。1947年DuPont和Monsanto公司建造了2，4-甲苯二異氰酸酯試驗車間，在Good Year Aircraft公司和Lockheed Aircraft公司開始進行硬質聚氨酯泡沫塑料的制造。

1952年Bayer公司報道了軟質聚酯型聚氨酯泡沫塑料的研究成果。軟質聚酯型聚氨酯泡沫塑料具有質量輕、密度低、有很高的比強度等優點，為聚氨酯的工業應用打下基礎。1952～1954年Bayer公司采用連續法生產軟質聚酯型聚氨酯泡沫塑料，并將該軟質泡沫塑料命名為Moltoprene，申請了專利，同時在世界上出售這種專有技術。它以甲苯二異氰酸酯、聚己二酸酯多元醇為原料，叔胺為催化劑，離子型乳化劑作泡沫穩定劑，以水為發泡劑，制成的軟質聚酯型聚氨酯泡沫塑料具有優良的力學性能以及耐油和耐溶劑性能，但耐濕熱老化性能較差，原料成本也較高。

1954年美國Monsanto公司和Bayer公司進行技術合作，成立Mobay化學公司，從此在美國開始了聚氨酯原料生產，泡沫市場也開始慢慢地發展。1957年Wyandotte化學公司制備成功以環氧丙烷-環氧乙烷嵌段共聚醚為原料的聚氨酯泡沫塑料并實現工業化，由于石油工業提供了價格低廉的環氧丙烷類的聚醚多元醇原料，促使聚醚型聚氨酯泡沫塑料的成本大幅度地降低，制品的耐老化性能比聚酯型聚氨酯泡沫有顯著提高，也是聚氨酯泡沫塑料工業化的突破。1958年Mobay公司和Union Carbide公司采用了高活性的三亞乙基二胺和有機錫作為聚氨酯泡沫材料的催化劑，使聚氨酯發泡工藝由二步法改為一步法，就更進一步地促進了聚氨酯泡沫塑料的發展，同年DuPont公司用一氟三氯甲烷（CFC-11）為發泡劑，成功制備了硬質聚氨酯泡沫塑料，因此美國的聚氨酯工業在世界上占有重要的地位。

日本于1955年從德國Bayer公司與美國DuPont公司引進技術，開始聚氨酯樹脂的生產。英國ICI公司于1957年開發了以二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）為原料的聚酯型硬質聚氨酯泡沫塑料，后又用MDI制成聚酯型軟質聚氨酯泡沫塑料和聚醚型聚氨酯泡沫塑料。

1961年起用聚合多異氰酸酯即多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI）制備硬質聚氨酯泡沫塑料，提高了制品的性能，減少了施工時的毒性。另外還用PAPI制備成聚氨酯改性的聚異氰脲酸酯硬質泡沫塑料，該泡沫塑料具有優良的耐熱性能，于1967年投入市場。1969年Bayer公司首先報道用高壓碰撞混合法生產聚氨酯泡沫塑料，展出苐一臺具有自清潔和循環混合頭的反應注射成型（RIM）設備。1974年美國已采用RIM工藝生產大型聚氨酯制件。1979年用玻璃纖維增強的聚氨酯RIM工藝生產汽車擋泥板和車體板。1980年玻璃纖維增強的結構反應注射成型（SRIM）聚氨酯產品問世。1987年聯合國制定《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》后，出現聚氨酯泡沫塑料使用的氟氯烴（CFC）發泡劑替代問題，經多年的努力，已取得顯著進展。

關于聚氨酯彈性體，1950年Bayer教授發表了混煉型聚氨酯彈性體的論文，1953年Muler研究成功液體澆注型聚氨酯彈性體。這些彈性體是采用聚酯多元醇與萘二異氰酸酯（NDI）反應制成的，稱為Vulkollan。1953年DuPont公司將四氫呋喃進行開環聚合制得聚氧四亞甲基二醇，這是一種重要聚醚原料，可以制得耐水解、耐低溫性能優良的聚氨酯彈性體。1958年美國Goodyear Tire &Rubber公司的Schollenberger報道了熱塑性聚氨酯彈性體，這種彈性體顆粒可采用塑料注射成型、擠出成型的加工方法制成部件，并于1960年實現工業化生產，使聚氨酯彈性體的用途更加廣泛。

1940年I.G.Farben公司的研究人員將三苯基甲烷-4，4′，4″-三異氰酸酯成功地用于金屬與丁鈉橡膠的粘接，在二戰中使用到坦克履帶上，為聚氨酯膠黏劑工業奠定了基礎。 1951年美國用干性油及其衍生物與甲苯二異氰酸酯反應制得油改性聚氨酯涂料，以后研究成功雙組分催化固化型聚氨酯涂料與單組分濕固化型涂料。

聚氨酯彈性纖維于1958年研究成功，1959年DuPont公司開始生產聚醚型聚氨酯彈性纖維，牌號為Lycra，這個牌號沿用至今。 1963年6月DuPont公司研究成功聚氨酯合成革，其外觀與手感類似于天然皮革，牌號為Corfam。1964年日本倉敷人造絲公司也相繼制成牌號為可樂麗娜（Clarino）的聚氨酯合成革。

20世紀60年代中期各國相繼研究成功聚氨酯鋪面材料以及防水材料，從而使聚氨酯樹脂在土木建筑工程中獲得應用。

據英國IAL咨詢公司報告，2000年全球聚氨酯產品總產量約為1000萬噸，2005年約為1370萬噸，估計2010年達1700萬噸。2000～2005年年均增長率6.7%，2005～2010年年均增長率4.2%。IAL估計的幾個大類聚氨酯制品產量具體數據見表1-1。各地區的發展不平衡，歐美的發展已經近于飽和，年增長率較低，發展中國家近年來聚氨酯材料的應用發展較快，按地區估計的2000～2010年聚氨酯產量和年均增長率見表1-2。

2005年各地區聚氨酯材料產量占全球聚氨酯總量的份額：亞太14%，東歐4%，西歐24%，中國（大陸）21%，北美自由貿易區28%，南美3%，中東和非洲6%。2007年，中國PU消費總量占全球消費總量28.5%，僅次于北美（31%）。預計2010年后中國將成為世界蕞大聚氨酯消費市場。2005～2012年全球PU產品消費概況及預測見表1-3。

從聚氨酯材料的產品形式看，聚氨酯泡沫塑料一直是主要聚氨酯產品。例如，2004年歐洲、中東和非洲的聚氨酯產品類型及所占比例：軟泡39%，硬泡26%，涂料13%，彈性體12%，膠黏劑4%，膠黏劑4%，密封劑2%。