Unha das primeiras patentes dunha "serrra de cadea sen fin" que comprende unha cadea de elos que leva dentes de serra foi concedida a Frederick L. Magaw de Flatlands, Nova York en 1883, ao parecer co propósito de producir táboas estirando a cadea entre tambores acanalados.Unha patente posterior que incorporaba un marco guía foi concedida a Samuel J. Bens de San Francisco o 17 de xaneiro de 1905, a súa intención era cortar secuoias xigantes.A primeira motoserra portátil foi desenvolvida e patentada en 1918 polo carpintero canadense James Shand.Despois de que en 1930 permitiu que caducan os seus dereitos, o seu invento foi desenvolvido pola que foi a empresa alemá Festo en 1933. A empresa, que agora opera como Festool, produce ferramentas eléctricas portátiles.Outros contribuíntes importantes á motoserra moderna son Joseph Buford Cox e Andreas Stihl;este último patentou e desenvolveu unha motoserra eléctrica para o seu uso en lugares de tronzado en 1926 e unha motoserra de gasolina en 1929, e fundou unha empresa para fabricalas en masa.En 1927, Emil Lerp, o fundador de Dolmar, desenvolveu a primeira motoserra de gasolina do mundo e produciua en masa.

A Segunda Guerra Mundial interrompeu o subministro de motoserras alemás a América do Norte, polo que xurdiron novos fabricantes, entre eles Industrial Engineering Ltd (IEL) en 1939, o precursor de Pioneer Saws Ltd e parte de Outboard Marine Corporation, o fabricante de motoserras máis antigo do norte. América.

En 1944, Claude Poulan estaba supervisando prisioneiros alemáns que cortaban madeira para pasta no leste de Texas.Poulan utilizou un antigo defensa do camión e transformouno nunha peza curva utilizada para guiar a cadea.A "guía de proa" agora permitía que a motoserra fose utilizada por un só operador.

McCulloch en América do Norte comezou a producir motoserras en 1948. Os primeiros modelos eran dispositivos pesados ​​para dúas persoas con barras longas.Moitas veces, as motoserras eran tan pesadas que tiñan rodas como serras de arrastre.Outras roupas usaban liñas conducidas dunha unidade de potencia con rodas para impulsar a barra de corte.

Despois da Segunda Guerra Mundial, as melloras no deseño do aluminio e do motor alixeiraron as motoserras ata o punto de que unha persoa podía levalas.Nalgunhas zonas, os equipos de motoserras e skidder foron substituídos pola taladora e a colleitadora.

As motoserras substituíron case na súa totalidade ás simples serras motorizadas na silvicultura.Están feitos en moitos tamaños, desde pequenas serras eléctricas destinadas ao uso doméstico e no xardín, ata grandes serras de "leñador".Os membros das unidades de enxeñeiros militares están adestrados para usar motoserras, así como os bombeiros para loitar contra os incendios forestais e para ventilar os incendios das estruturas.

Empréganse tres tipos principais de afiadores de motoserras: lima manual, motoserra eléctrica e montada en barra.

A primeira motoserra eléctrica foi inventada por Stihl en 1926. As motoserras con cable estiveron dispoñibles para a venda para o público a partir da década de 1960, pero estas nunca tiveron tanto éxito comercial como as antigas de gas debido ao alcance limitado e á dependencia da presenza dun toma eléctrica, ademais do risco para a saúde e a seguridade da proximidade da lámina ao cable.

Durante a maior parte do século XXI, as motoserras de gasolina seguiron sendo o tipo máis común, pero enfrontáronse á competencia das motoserras sen fíos que funcionan con baterías de litio desde finais da década de 2010 en diante.Aínda que a maioría das motoserras sen fíos son pequenas e só son adecuadas para cortar sebes e cirurxía de árbores, Husqvarna e Stihl comezaron a fabricar motoserras de tamaño completo para cortar troncos a principios da década de 2020.As motoserras alimentadas por batería deberían ver un aumento da cota de mercado en California debido ás restricións estatais previstas para entrar en vigor en 2024 nos equipos de xardinería alimentados a gas.