最早出现的记录是春秋末期，但是起初并未推广，再次回归东方战场是东汉初年刘秀和王莽等人的作战中，在战场上大放光彩。汉末官渡之战中曹操对付袁绍用的霹雳车，也是人力投石机的代表。
最初的投石机结构非常简单，只是用一根巨大的杠杆，长端是用皮套或是木筐装载的石块，短端系上几十根绳索。当命令下达时，数十人同时拉动绳索，利用杠杆原理将石块抛出。
在东晋十六国、南北朝300多年的战争中，投石机又有了新的变化。工程师将床弩和投石机有机结合，创造了弹力投石机。至此，投石机可以较为精确的击打目标了。
随着技术的发展，在宋代到达高峰，宋代兵书《武经总要》中记载，"凡炮，军中利器也，攻守师行皆用之"，足见对投石机的重视，书中还详细介绍了八种常用投石机。其中最大的需要拽手250人，长达8.76米，发射的石弹45公斤，可射90步，即140多米。
