1944年4月德国首先制成X-4型有线制导空空导弹，但尚未投入使用，第二次世界大战即告结束。战后，空空导弹的发展经历了三个阶段。
第一阶段是20世纪40年代中期至50年代中期。空空导弹只能对机动性能比较差的亚音速轰炸机实施尾追攻击，射程2～6千米，主要有美国的“响尾蛇”AIM-9B，苏联的AA-1导弹。
第二阶段为50年代中期至60年代中期。超音速轰炸机的出现和电子技术的发展，促使空空导弹的射程、横向过载、适用的高度和速度都有很大提高。制导规律普遍采用比例导引，导弹具有一定的拦射和全天候作战的能力，主要有美国的“麻雀”AIM-7E导弹等。但在越南和中东战争中的使用结果证明，这类空空导弹不宜用于攻击高速度、大机动飞行的目标。
第三阶段是60年代后期至90年代。空空导弹在远距全方向、全高度、全天候拦射和近距格斗性能方面都得到了很大发展，如美国的“不死鸟”AIM-54C、“先进中距空空导弹”AIM-120、“响尾蛇”AIM-9L，苏联的AA-11、AA-12，法国的“魔术”2、“米卡”，美、英、联邦德国等国家合作研制的AIM-132等。1981年以来，美国和利比亚、叙利亚和以色列、英国和阿根廷等在空战中，都使用了近距格斗导弹，取得了明显的效果，大大提高了空空导弹在空战中的地位。中国从50年代以来先后研制出数种空空导弹装备部队使用，根据公开信息上已知的如PL-5，PL-9C，PL-12等等。