История использования человеком энергии падающей воды насчитывает многие сотни лет - упоминания о первых водяных колесах датируются четвертым веком до нашей эры. Постепенно совершенствуясь, водяные колеса к середине 19 века достигли пика своего развития - их КПД доходил до 85%, а работать они могли при совсем небольших напорах. Но водяные колеса имели неустранимые недостатки - тихоходность, большие габариты, невозможность использования высоких напоров.
С 18 века применялись также так называемые водостолбовые машины - оригинальные поршневые двигатели, работающие при значительных напорах воды. Нередко такие машины работали, используя напор воды из городской водопроводной сети и использовались для привода механизмов в мастерских. Но они имели свои недостатки - сложность, значительное увеличение габаритов при росте мощности.
В 1823 году Общество содействия национальной промышленности Франции объявило конкурс и назначило большую награду за усовершенствование водяного колеса. В 1826 г. французский профессор Бурден создал гидравлический двигатель, впервые названный им турбиной (от латинского turbinus, что означает волчок). Турбина Бурдена впервые имела две главных составляющих гидротурбины - рабочее колесо и направляющий аппарат. Но Бурден не смог найти оптимальной формы лопаток, в результате КПД его гидротурбины был невысок - впрочем, это не помешало ему в 1827 году получить часть награды.
Первую же действительно эффективную и пригодную для практического использования гидротурбину создал инженер Фурнейрон в 1827 году. Она сильно отличалась от современных турбин - ее направляющий аппарат находился в центре, а рабочее колесо размещалось вокруг него. Это менее эффективная конструкция, но тем не менее турбина Фурнейрона имела сопоставимый с лучшими водяными колесами КПД, но при этом ее размеры были намного ниже. В результате эта турбина получила очень широкое распространение и постоянно совершенствовалась. Применялась она для прямого привода различных механизмов, поскольку динамо-машина еще не была изобретена.
В России, судя по всему независимо от Фурнейрона, турбину схожей конструкции разработал и внедрил инженер Сафронов в 1837 году на Алапаевском чугуноплавильном и железоделательном заводе.
После изобретения турбины Фурнейрона прогресс в области гидротурбиностроения стал быстро развиваться. В 1843 году была разработана турбина Жонваля, где впервые появилась отсасывающая труба. Турбины этого типа производились в течение 60 лет, постепенно вытесняя турбины Фурнейрона. Наконец, в 1838 году американский инженер Ховд разработал первую турбину современного типа - с наружным подводом воды и внутренним размещением рабочего колеса. Эта турбина была несовершенна и имела низкие характеристики, но в 1847 году другой американец, инженер Фрэнсис, значительно улучшил ее конструкцию и создал радиально-осевую гидротурбину, получившую его имя.
А после изобретения в 1880 году немецким инженером Финком поворотных лопаток направляющего аппарата, а также после изготовления фирмой Фойт в 1886 году спиральной камеры радиально-осевая турбина обрела, в своих основных чертах, современный вид.