所有早期的炮弹都不能爆炸，而是靠冲力来破坏或摧毁单个的目标。能爆炸的炮弹大约14世纪末才出现，但性能很差。在1421年攻克科西嘉的圣博尼法斯的战斗中使用了安有导爆索的炮弹，威尼斯人1376年在贾德拉也使用了这种炮弹。使用这种带导爆索的炮弹对炮手来说是极其冒险的：首先要在铜制或铁制的炮弹壳内装上炸药，再安上引线，将其点燃，然后再小心翼翼地放进炮膛内。结果是许多炮筒部爆炸了，炮手也当即丧命。
1510年，又出现了铸造的整发弹和球形实心弹。这些炮弹由称作“榴弹炮”的特种火炮发射，弹上装有弹托装置，可以使“弹眼”和引信准确地对准炮膛轴线，朝向炮口。在法国国王路易十四时期，开始研究榴霰弹。直到18世纪晚期，人们都把炮弹称为“枪榴弹”，这个词原意指“石榴”，因为弹壳内的炸药看起来像无数的石榴籽。
英国人施拉普内尔于1784年发明了子母弹，里面装的炸药不多。而在此以前设计的炮弹都装药甚多，因为人们认为是用爆炸力量使弹片向四面八方飞散的。施拉普内尔的想法是只用足够的炸药炸开弹壳，让弹壳内的若干子弹以炮弹原来的速度继续向前飞。子母弹于1804年在苏里南的阿姆斯特丹堡首次得到应用，但由于炮弹在离开炮筒时要点燃炸药，给子母弹预点火，所以很难掌握时机。1852年，博克塞上校改进了这种炮弹，用铁片隔膜把炸药和引信与弹头隔开。他的炮弹在1864年开始使用，称为“隔膜弹”。
由于博克塞引进了时间准确的引信，从1867年起，标准炮弹有了很大的改进。1882年，黑色炸药首次为苦味酸所取代，接着梯恩梯又取代了苦味酸。1891年开始用无烟火药。至此，炮弹已发展成熟了。