Obwohl bestimmte Konzepte, die für die kartesische Ebene entscheidend sind, bereits im antiken Griechenland in Werken zu finden sind, schreiben Wissenschaftler Rene Descartes das kritische Konzept der Anwendung von Algebra auf die Geometrie zu. Descartes führte den Begriff der Arithmetisierung der analytischen Geometrie ein indem Sie zwei Punkten in einer Ebene Koordinaten zuweisen. Nachdem Descartes seine Theorien veröffentlicht hatte, begannen andere Mathematiker sofort damit, seine Ideen zu erweitern und die kartesische Ebene zu entwickeln.
Apollonius von Griechenland fand rudimentäre Wege, geometrische Probleme zu lösen, und die französische Klerikerin Nicole Oresme aus dem 14. Jahrhundert verwendete Systeme, die kartesischen Koordinaten ähnlich sind. Doch erst Rene Descartes im Jahr 1637 wurde endlich euklidische Geometrie und Algebra vereint.
Gelehrte benannten das Koordinatensystem nach Descartes; viele der Merkmale der modernen kartesischen Ebene wurden jedoch von nachfolgenden Mathematikern hinzugefügt. Descartes arbeitete nur mit der x-Achse und im ersten Quadranten; bis zu diesem Zeitpunkt waren die Konzepte von Null und negativen Zahlen nicht üblich.
Es war Isaac Newton, der als erster über die Verwendung positiver Distanzen hinausging. In seiner Veröffentlichung "Enumerations of Curves of Third Degree" leistete Newton Pionierarbeit bei der Verwendung senkrechter Achsen, die sowohl positive als auch negative Zahlen enthielten. Er hat sogar den Präzedenzfall geschaffen, die horizontale Achse mit x zu beschriften, y für die vertikale Achse und 0 für den Schnittpunkt.