早在雅典和羅馬，無罪推定就已經萌芽。在當時的訴訟中，偵查和起訴的職能是獨立於司法機關的。需要收集、補充證據時，應當由當事人自己依靠專職人員賦予的權限來完成。在法庭上，原告和被告地位平等。在辯論中，原告首先提出控訴，詢問證人並舉出證據。然後被告會答辯。如果原告不能為他的控訴提供充分的證據，他就會敗訴，甚至受到懲罰。辯論結束後，陪審團將根據絕大多數人的意見進行投票並作出判決。這種具有民主精神的訴訟形式，實際上是當時壹定範圍內民主政治在訴訟中的體現。無罪推定雖然沒有明確寫在法律文件中，但在很大程度上已經被運用到司法實踐中。
羅馬帝制以後，隨著民主政治的消失，無罪推定也逐漸失去了存在的基礎。在帝國後期，訴訟的形式發生了重大變化。偵查權、指控權、審判權合二為壹，由治安法官統壹行使，專制主義充斥著刑事訴訟。此時，整個訴訟完全被裁判官控制，被告人的訴訟權利被壓縮到最低限度，舉證責任被無條件地強加給被告人，開始使用殘酷的刑訊手段逼迫被告人作有罪供述。在封建專制時代的歐洲和中國，這種訴訟形式被廣泛采用。到了現代，人們對此深惡痛絕，每次談起都會譴責為“有罪推定”。
在封建君主專制國家的刑事訴訟中，實行有罪推定，在確定被告有罪之前，將其作為罪犯對待。如果被告不招供，他將受到酷刑。如果不能證明被告無罪，他將被判有罪。在中世紀的歐洲，德、法等國的刑事判決可分為有罪判決、無罪判決和存疑判決三種，其中存疑判決實際上是變相的有罪判決。我國《唐律》規定“凡疑罪從其罪”，也是壹種有罪推定。
針對封建刑事訴訟中的有罪推定，資產階級在革命時期提出了無罪推定原則。意大利著名法學家貝卡利亞第壹個明確表達了無罪推定的思想。他在1764寫的《罪與罰》壹書中談到取消酷刑時說:“在有罪判決作出之前，任何人都不能被稱為罪犯”；"任何人，當他的罪行未被證實時，根據法律應被視為無罪."法國《人權宣言》(1789)首次在法律上規定了這壹原則:“在宣告壹個人犯罪之前，應當假定他是無罪的”(第九條)。此後，無罪推定原則被資產階級國家的訴訟理論所承認，並在壹些國家的立法中有所規定。加拿大憲法1982規定:“在獨立和公正的法院舉行的公平公開審判中，在依法證明有罪之前，應推定無罪”(第11條)。但大陸法系國家的刑事訴訟法壹般沒有明文規定。
資產階級國家還在訴訟理論或立法中確定了以下與無罪推定有關的規則:證明被告有罪的舉證責任由原告承擔，被告沒有證明自己無罪的義務；不得強迫被告證明其有罪；對被告人有罪的根據有合理懷疑時，應當作出有利於被告人的說明；如果不能證明被告有罪，他將被視為無罪。
資產階級提出以無罪推定取代有罪推定，對反對中世紀野蠻的訴訟制度和封建專制主義起到了進步作用。但是，資產階級國家的司法實踐往往違背無罪推定原則；而且有時候在立法上直接否定無罪推定。如英國規定，被認定有贓物的被告在最近5年內因欺詐或其他不誠實行為被判刑，法律推定贓物是被告偷的；如果被告人的辯護沒有被竊取，他必須提出可靠的證據。
蘇聯刑事訴訟法沒有規定無罪推定原則，但蘇聯最高法院全體會議6月1978號決議指出:“被告人(被告人)在他的罪行未按法定程序被證明並經發生法律效力的判決確認以前，視為無罪。”
聯合國相關法律文件也規定了無罪推定原則。1948 12 10聯合國大會通過的《世界人權宣言》規定，“任何受刑事指控的人，在依法經過公開審判證實有罪以前，應被視為無罪”(11第1條)。大會於1966年通過並於1976年生效的《公民權利和政治權利國際公約》第14條第2項也規定:“被控犯有刑事罪的人，在未被依法查明有罪以前，應推定無罪。”《南斯拉夫刑事訴訟法》第三條規定:“刑事被告人的罪行未經發生法律效力的判決確定，不視為罪犯。”