数学家斯蒂芬·科尔·克莱尼利用称之为“正则集合”的数学符号来描述此模型

最初的正则表达式出现于理论计算机科学的自动控制理论和形式化语言理论中。在这些领域中有对计算（自动控制）的模型和对形式化语言描述与分类的研究。 1940年，Warren McCulloch与Walter Pitts将神经系统中的神经元描述成小而简单的自动控制元。 1950年代，数学家斯蒂芬·科尔·克莱尼利用称之为“正则集合”的数学符号来描述此模型。肯·汤普逊将此符号系统引入编辑器QED，然后是Unix上的编辑器ed，并最终引入grep。自此，正则表达式被广泛地使用于各种Unix或者类似Unix的工具，例如Perl。