No primórdio dos filmes, o diretor de fotografia geralmente também era o diretor de cena e a pessoa que manipulava fisicamente a câmera.
À medida que a arte cinematográfica e a tecnologia evoluíram, surgiu uma separação entre o diretor e o operador de câmera.
Com o advento da iluminação artificial e dos filmes mais rápidos (mais sensíveis à luz), além dos avanços tecnológicos em óptica, os aspectos técnicos da cinematografia exigiram um especialista nessa área.
A cinematografia foi fundamental durante a era do cinema mudo; sem som além de música de fundo e sem diálogo, os filmes dependiam de iluminação, atuação e set.
Em 1919 Hollywood a então nova capital cinematográfica do mundo, uma das primeiras (e ainda existentes) sociedades comerciais foi formada: a Sociedade Americana de Cinematógrafos (ASC), que reconheceu a contribuição do diretor de fotografia para a arte e a ciência de fazer cinema. Associações comerciais semelhantes foram estabelecidas em outros países ao redor do mundo desde então.
