Цифровые технологии проникали в кинематографический процесс, традиционно завязанный на аналоговой кинопленке, постепенно. Компьютерную систему нелинейного монтажа Фрэнсис Форд Коппола использовал ещё в начале 80-х во время работы над картиной «От всего сердца». Использование таких монтажных систем позволило накладывать на плёночное изображение цифровую компьютерную анимацию: ярким ранним примером такого наложения является фильм «Трон» (1982). Спустя десятилетие «Бэтмен возвращается» стал первым фильмом, выпущенным с цифровой звуковой дорожкой в формате Dolby Digital.
Впрочем, для простоты определения полноценным цифровым кино стоит считать лишь то кино, которое было снято на цифровую кинокамеру.
Кинорежиссеры с самого начала заинтересовались возможностями цифровой видеокамеры, даже тогда, когда ее качество записи оставляло желать лучшего. Среди снятых на любительское видео фильмов конца 90-х присутствуют работы, где низкое качество съемки стало художественным приемом. С одной стороны, это хорроры в жанре «найденных пленок» («Последняя трансляция», «Ведьма из Блэр»). С другой — арт-кино, принадлежащее авангардному движению «Догма-95» («Торжество», «Идиоты», «Осленок Джулиэн»).
Настоящим прорывом в цифровой съемке стал выпуск в 2000 году кинокамеры Sony HDW-F900, разработанной по заказу Джорджа Лукаса для съёмок фильма «Звёздные войны. Эпизод II: Атака клонов». Качество этой камеры по большинству параметров не уступало 35-миллиметровой кинопленке. Примечательно, что «Звёздные войны» не стали первым фильмом, снятым на эту камеру. За несколько месяцев до них публике были представлены японская драма «Всё о Лили Чоу-Чоу» и французский блокбастер «Видок», также снятые на Sony HDW-F900.
Спустя неделю после выхода в прокат второго эпизода «Звёздных войн» в конкурсе Каннского кинофестиваля был показан отечественный экспериментальный фильм «Русский ковчег». Несмотря на такой статус премьеры, своим существованием картина Александра Сокурова тоже обязана именно Джорджу Лукасу. Сокуров хотел снять полуторачасовой фильм одним дублем, но это было невозможно сделать с помощью кинопленки (стандартная катушка — это всего 11 минут). Он ждал изобретения кинокамеры, не уступающей по качеству пленке, и ей стала именно Sony HDW-F900.
Следующим рубежом цифровизации кинематографа стала кинотеатральная проекция. Еще в 2000-е годы большая часть кинотеатров использовали пленочные проекторы даже для показа цифровых фильмов (их специально печатали на пленке). Перелом ситуации произошел вскоре после премьеры «Аватара» в 3D — оптимальная демонстрация трехмерного изображения требовала цифровой проекции.
На сегодняшний день киноиндустрию можно назвать практически полностью цифровой, однако даже сейчас остаются режиссеры, принципиально снимающие на кинопленку (Квентин Тарантино, Кристофер Нолан, Пол Томас Андерсон).