Mặc dù không rõ ai là người phát minh ra cối xay gió cụ thể, nhưng những chiếc cối xay gió sớm nhất được biết là tồn tại đã được người Ba Tư sử dụng vào năm 500 sau Công nguyên đến năm 900 sau Công nguyên và bởi người Trung Quốc vào năm 1200 sau Công nguyên. Những chiếc cối xay gió ban đầu này được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các nhà máy xay ngũ cốc và máy bơm nước.
Những chiếc cối xay gió đầu tiên được chế tạo ở Hoa Kỳ được sản xuất bởi Daniel Halladay, người đã bắt đầu chế tạo chúng tại xưởng máy của mình ở Connecticut vào năm 1854. Những chiếc cối xay gió này được ưa chuộng rộng rãi, đặc biệt là trong ngành nông nghiệp và chúng hỗ trợ cho việc mở rộng về phía tây của Hoa Kỳ. Cối xay gió cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành đường sắt, nơi cần một lượng lớn nước để cung cấp nhiên liệu cho các đầu máy chạy bằng hơi nước.