Nhà phát minh ban đầu của bút chì cơ học đang được tranh luận. Có các tài liệu tham khảo về bút chì giữ chì sớm nhất là vào năm 1565 và phiên bản sớm nhất được biết đến hiện nay được coi là cơ khí hiện đại bút chì được tìm thấy vào năm 1791. Ngoài ra còn có nhiều bằng sáng chế cho các phiên bản khác nhau.
Bằng sáng chế đầu tiên được ghi lại cho một chiếc bút chì cơ học đã được nộp ở Anh vào năm 1822. Sampson Mordon và Gabriel Riddle đã phát minh ra thứ về cơ bản là một chiếc kẹp chì có thể nạp lại được. Năm 1860, nhà phát minh người Đức A.W. Faber đã tạo ra một chiếc giá đỡ rỗng hơn so với nguyên bản và có thể lắp những miếng chì dài hơn. Sau đó, ông đã tạo ra một cơ cấu ly hợp khóa xoắn một năm sau đó. Năm 1906, nhà phát minh người Croatia Slavoljub Eduard Pankala đã đăng ký bằng sáng chế cho thứ mà ông gọi là bút chì tự động, và vào năm 1915, hai người đàn ông khác nhau đã đăng ký bằng sáng chế ở hai quốc gia khác nhau. Người đầu tiên là Tokuji Hayakawa ở Nhật Bản, người đã tạo ra một cơ chế hoạt động dựa trên trục vít và một trục kim loại. Người thứ hai, nhà phát minh người Mỹ Charles Keeran, đã phát triển một cơ chế dựa trên bánh cóc để đưa chì qua bút chì. Quá trình phát triển và cải tiến dần dần, diễn ra trong gần 100 năm, đã góp phần tạo nên chiếc bút chì cơ hiện đại ngày nay.
