早在18世纪就有人提出以直接还原法炼铁，1873年建成第1座非高炉炼铁装置但不久便宣告失败。以后的几十年发展缓慢。20世纪20年代由于电力工业的开发，实现了工业化电炉炼铁。1930年德国克虏伯公司开发了回转窑粒铁法(Krupp-Renn)。1932年瑞典人马丁·维伯尔发明了维伯尔(wibirg)法在瑞典建成第1座生产直接还原铁装置。在50年代非高炉炼铁生产总量尚不足铁的总产量的1%，主要是电炉炼铁和粒铁法，海绵铁产量仅占非高炉炼铁法产量的5%。1954年瑞典建立第一座隧道窑直接还原法生产装置。60年代石油和天然气的大量开发推动了气基直接还原炼铁的发展。1957年墨西哥建立了一座称为希尔法(HYL法)的生产装置。1969年德国建立第一座米德莱克斯(Midrex)法生产装置。70年代德国克虏伯公司在克虏伯—瑞恩(Krupp-Renn)法基础上创立了Krupp-CODIR法于1973年在南非建厂投产。1970年德国鲁奇公司创立的SL-RN法在新西兰建立第1座生产装置。1983年戴维麦基公司在南非建立第1座DRC法生产装置。这一时期直接还原生产能力增长了十余倍。到1997年世界直接还原铁产量达到3613万t比1996年增长9%气基直接还原炼铁量占世界直接还原铁产量的91.6%，其中米德莱克斯法生产的占63.4%，希尔法生产的占19.4%，其他气基法所产占1.8%，煤基直接还原炼铁的产量占8.4%，其中SL-RN法的占3.6%，其他煤基法占4.8%。

熔融还原炼铁是20年代提出的。1924年Hoech钢铁厂提出在转鼓形回转炉内用碳还原铁矿石得到铁水的方案。以后开发的stara法、sturzeberg法均未成功。50年代研究开发的熔融还原法大多数设想在一个反应器内完成全部熔炼过程，故称一步法如Dored法、Retored法、CIP法等。但由于还原反应产生的CO的燃烧热不能迅速传递到吸热的还原反应区，迫使熔炼中止而告失败。70年代采用两步法原则，即将整个熔炼过程分成固态预还原和熔融态终还原两步，分别在两个反应器内进行。预还原装置有回转窑、流化床和竖炉等形式，其中以流化床和竖炉为多。终还原装置为转炉型或电炉型COREX(KR)法已达到工业生产规模；DIOS法、HI熔融还原法、Plasmelt法、INRED法及ELRED法均进行了较大规模的半工业试验；川崎熔融还原法、住友熔融还原法、COIN法、MIP法和CIG法进行了单环节或联动半工业试验；此外有AISI法、PJV法等还在试验中。COREX法已于1989年在南非ISCOR公司建成一座30万t/a工业生产装置投入生产。又在韩国浦项投产了一座60万t/a装置 。