石灣地區的制陶業，最早可追溯到新石器時期。目前已發現的佛山石灣地區最早的新石器時代遺址--河宕遺址中，出土了大量的陶器在此後的春秋戰國至漢代的遺址和墓葬中也多有陶器出土。
在石灣地區的唐代墓葬中，出土了大量的青黃釉陶壇，其中有壹些附有精美的施釉陶塑裝飾。在該地區的大帽崗、小帽崗等地還發現了不少唐代半倒焰式饅頭窯窯址，這是目前石灣已發現的年代最早的古窯址。因而石灣窯的歷史起點多定於此。窯址中出土了匣缽、擂盆、墊環等窯具，以及施青釉和醬黃釉的碗、碟、盆、壇等日用器。個別器物上裝飾有貼塑的人物和動物，這些可視為石灣陶塑的濫觴。窯址出土的器物，與同時期周邊地區唐墓所出土的器物是完全壹樣的，從而證實了該地區墓葬出土的陶器，大多是由石灣窯生產的。形成於漢代、成熟於唐代的南海海上貿易交通通道，在宋代因造船術的進步、指南針在航海上的運用而更趨發達，從而也刺激了中國陶瓷業的發展。石灣窯也不例外。在鄰近地區發現了壹些宋代龍窯窯址，出土的器物有壺、壇、罐、盤、碗等；胎質堅致、造型輕巧，裝飾技法有雕塑、刻劃、點彩等；釉色以青釉、醬黃釉為主，還有黑釉、白釉等。龍窯比之饅頭窯更為進步，其優勢在於壹是產量大幅提高；二是燒造質量更穩定。由此可見石灣窯在不斷地發展和進步。
明清兩代是石灣窯的繁榮鼎盛時期。從宋末到明初，由於有大批北方的窯工為避戰亂而逃到了南方；加上經濟發展的因素：壹是海外貿易的繁榮需要大量的陶瓷器出口；二是石灣當地的手工業發展，大量加工後的廢料成為了陶器配釉的廉價材料。因而刺激了石灣陶業的大發展。此時的石灣窯成功地仿制了全國各大名窯的釉色，並創制出獨具特色的窯變釉。此期石灣窯的產品除暢銷兩廣地區外，還行銷海外。屈大均《廣東新語》載："石灣之陶遍二廣，旁及海外之國。"從東南亞諸國傳世的大量石灣陶產品中，包括華人建築用陶和收藏品，可得到實物的證明。此外，15-16世紀盛行於越南的多彩釉陶瓷器，以佛教祭器為主，胎體厚重，裝飾手法以陽刻、貼塑、雕刻等技法為主，在牙黃色底釉上加黃、綠、藍、紅等彩釉，其總體風格與石灣窯產品極為接近，反映出兩地陶藝有壹定的交流和影響。
明代初期的產品主要有日常生活用器和香爐、燭臺、觀音、佛像、土地公等等，產品受佛、道意識的影響較重。從明中期開始，大量出現了以捺塑方法制作的花盆、魚缸、花凳以及影壁等陶塑產品。同時還出現了琉璃瓦、琉璃瓦脊和琉璃臂脊等產品。
清代初期至中期，由於社會經濟的發展，人們對建築（包括宗廟祠堂、佛道廟宇等）的裝飾要求不斷提高，石灣窯的瓦脊等建築裝飾構件高度發展，出現了題材多樣化和工藝復雜化的局面。並在清中期出現了專門生產瓦脊的堂號（工場），如"文如璧"、"吳奇玉"、"全玉成"、"美玉"、"英玉"、"均玉"等。此時整個石灣陶業也進入了大發展時期，從業人員增多，產品種類和產量增加，因而出現了以產品類型分類的"行會"作為民間的、自發的管理機構，嚴格規定不許跨行業生產。主要行會有"茶煲行"、"大盆行"、"缸行"、"古玩行"、"花盆行"等。據統計，至清末，各種行會多達26個。
清代晚期至民國初期，由於社會的變革導致了建築風格的變化，使瓦脊需求量急劇下降，因此許多生產瓦脊的藝人和堂號紛紛改為塑造單個陶塑制品，俗稱"石灣公仔"，為石灣陶業創出了壹片新開地。此時湧現出大批的陶塑名家，如黃炳、黃古珍、陳祖、陳渭巖、馮秩來、劉佐朝、潘玉書、霍津、廖作民、廖堅、區乾、劉傳等。
抗戰時期至中華人民***和國成立以前，由於戰亂等因素的影響，石灣窯生產陷入了低谷。新中國成立後，石灣陶業在政府的扶持下得以迅速恢復，並在繼承與創新方面取得了巨大的成就，湧現出莊稼、劉澤棉、曾良、梅文鼎、廖洪標等壹大批當代陶藝大師。
由此可見，石灣窯的歷史可分為四個時期：唐至明初為形成發展期；明中期至清為鼎盛期；民國時期為低谷期；中華人民***和國成立以來，尤其是改革開放以來為創新發展期。