1903年， 英國人W.V. 伯頓(W.V. Bolton)首次使用自耗電極在真空充氬氣氛下進行了鉭的熔煉。第二次世界大戰后，由于鈦生產的需要，真空電弧爐首先在美國得到工業應用。1949～1953年美國人杰伯特 (Gillbert)成功地進行了海綿Zr、Ti的真空電弧熔煉。50年代中期， 由于導彈、重型武器裝備生產的需要， 真空電弧爐開始用于高級合金鋼和高溫合金的重熔。1957年用于特殊鋼熔煉的真空電弧爐在美國的Allegheny Ludlum Steel公司和UniversalCyclope公司投入工業運行。同年，聯邦德國、日本等國也相繼成功地研制出特殊鋼熔煉用真空電弧爐， 并投入工業運行。
80年代初，美國特種金屬公司(SpecialMetals Corp) 研制出采用兩根水平布置的自耗電極取代傳統真空自耗爐中單根垂直懸掛的自耗電極，靠兩根電極極間的電弧來熔化金屬的真空電弧雙電極重熔爐。此爐的主要優點是：①可生產超細晶粒的高溫合金鋼錠；②電耗低。1989年能夠生產?300 mm、重2 t錠子的真空電弧雙電極重熔爐在美國投入工業運行。20世紀末，世界上容量最大的真空電弧爐是美國Midvale-Heppenstall公司于1961年設置、1962年實施技術改造的特殊鋼熔煉用52 t真空電弧爐，可以用于?1520 mm鋼錠的重熔。
中國于20世紀60年代開始研究、制造真空電弧爐。60年代中期，西安電爐研究所與長春電爐廠合作為長城鋼廠設計、制造了3000 kg真空自耗爐。中國生產并投入使用的真空電弧爐主要有250、1000、3000 kg等幾種規格。另外，中國還擁有可熔鑄重15 t鈦錠的真空自耗爐和鑄件重達1 t的凝殼式真空電弧熔鑄爐等。
20世紀90年代以來，由于鋼包精煉爐和電渣重熔爐等的迅猛發展與競爭，真空電弧爐在煉鋼方面的應用已日趨減少。