تعود جذور هذا العلم إلى منتصف القرن السادس عشر مع بداية الثورة الصناعية، ولكن استعمال كلمة «بحوث العمليات operations research» ظهرت مصطلحاً مستقلاً في غضون الحرب العالمية الثانية في إنكلترا والولايات المتحدة للدلالة على البحوث الموجهة نحو العمليات الحربية أو البحوث التحضيرية للعمليات الحربية. فقام البريطانيون مع الإدارة العسكرية الأمريكية باستدعاء عدد كبير من العلماء والباحثين في جميع الاختصاصات: فيزياء ورياضيات وعلم أحياء وعلم نفس، وغير ذلك لحل المشاكل الاستراتيجية والتكتيكية، فأنشؤوا جيشاً للعمليات، هذه الفرق من العلماء كانت الأولى التي طورت الطرق الفعّالة لعمليات الجو والبحر والأرض المختلفة والنشاطات في كل عملية، وكان لها الدور الأبرز في فوز الحلفاء في الحرب.
