La signalisation routière est aussi vieille que les routes. Les premiers signes furent ceux donnant les directions. L'Empire romain a érigé des bornes, en colonnes de pierres, le long des routes pour indiquer les distances jusqu'à Rome. Au Moyen Âge, les signaux directionnels devinrent courants, indiquant la direction des villes aux carrefours. Inscrites sur des colonnes ou des bornes, les indications sont progressivement, à partir du xviiie et au xixe siècle, placées sur des plaques (en fonte, à partir de 1835), dites plaques de cocher, fixées sur les murs, les croix ou obélisques des carrefours, ou sur des poteaux métalliques.
La signalisation devint beaucoup plus importante avec le développement de l'automobile. Les principes de base de la plupart des signalisations furent définis le 11 octobre 1908 lors du premier Congrès international de la route qui s'est tenu à Paris.
La représentation symbolique sur les panneaux de circulation (par des pictogrammes, des images de carrefours, etc.) en remplacement de textes, apparaît dès le début du siècle : 1902 en France, 1903 en Italie, 1907 en Allemagne. La convention internationale de Genève de 1909 standardise au niveau international quatre types de signaux : virage, croisement, cassis et passage à niveau.
Depuis cette époque, des changements considérables sont intervenus et le nombre de panneaux différents a considérablement augmenté. En France, le nombre est ainsi passé de 4 en 1909 à 384 en 2007.
L'évolution de la nature des panneaux, considérés comme dispositifs sur lesquels sont implantés des signaux routiers, a quant à elle suivi l'évolution des techniques et des technologies.
Objet du quotidien, le panneau de signalisation a fait l'objet de quelques recherches en géographie, autour de son rôle dans la détermination de la nouvelle relation entre usager de la route et territoire traversé.