早于1916年，愛因斯坦（Albert Einstein）已提出受激發射作用的假設。可是，首次以紅寶石棒為產生激光媒介的激光器，卻要到1960年，才由梅曼（Theodore H. Maiman）在休斯實驗研究所建造出來。總共相隔了44年。使用激光來熔化物料的歷史，要追溯到1962年，布里奇（Breech）與克羅斯（Cross）利用紅寶石激光器，汽化與激發固體表面的原子。三年后，史密斯（Smith）與特納（Turner）利用紅寶石激光器沉積薄膜，視為脈沖激光沉積技術發展的源頭。
不過，脈沖激光沉積的發展與探究，處處受制。事實上，當時的激光科技還未成熟，可以得到的激光種類有限；輸出的激光既不穩定，重復頻率亦太低，使任何實際的膜生成過程均不能付諸實行。因此，PLD在薄膜制作的發展比其它技術落后。以分子束外延（MBE）為例，制造出來的薄膜質量就優良得多。
往后十年，由于激光科技的急速發展，提升了PLD的競爭能力。與早前的紅寶石激光器相比，當時的激光有較高的重復頻率，使薄膜制作得以實現。隨后，可靠的電子Q開關激光（electronic Q-switches lasers）面世，能夠產生極短的激光脈沖。因此，PLD能夠用來做到將靶一致蒸發，并沉積出化學計量薄膜。由于紫外線輻射，薄膜受吸收的深度較淺。之后發展出來的高效諧波激光器（harmonic generator）與激基分子激光器（excimer）甚至可產生出強烈的紫外線輻射。自此以后，以非熱能激光熔化靶物質變得極為有效。
自1987年成功制作高溫的Tc超導膜開始，用作膜制造技術的脈沖激光沉積獲得普遍贊譽，并吸引了廣泛的注意。過去十年，脈沖激光沉積已用來制作具備外延特性的晶體薄膜。陶瓷氧化物（ceramic oxide）、氮化物膜（nitride films）、金屬多層膜（metallic multilayers），以及各種超晶格（superlattices）都可以用PLD來制作。近來亦有報告指出，利用PLD可合成納米管（nanotubes）、納米粉末（nanopowders），以及量子點（quantum dots）。關于復制能力、大面積遞增及多級數的相關生產議題，亦已經有人開始討論。因此，薄膜制造在工業上可以說已邁入新紀元。