Le fonti storiche disponibili non ci permettono di identificare chi ha inventato la bilancia; è pressoché certo, tuttavia, che tale strumento fosse conosciuto in Oriente fin dal neolitico. Nello specifico, le prime, sicure documentazioni di una bilancia risalgono all'antico Egitto e sono databili intorno al 3500 a.C.: alcuni papiri e graffiti, infatti, mostrano bilance a bracci uguali atte a pesare materiali di varia natura.

Fin dall'antichità, peraltro, l'esigenza di misurare la massa era particolarmente avvertita nella vita commerciale; a questo proposito, sono rimaste famose le bilance dei mercanti fenici, che si distinguevano dalle altre per i pesi a forma di testa di cavallo. In Europa, la bilancia giunse nell'età dei metalli dalle isole di Creta e Cipro: per esempio, nel palazzo di Crosso (II millennio a.C.), a Creta, fu trovata una tavoletta con incisa una bilancia.

Da raffigurazioni presenti in svariate opere d'arte possiamo desumere che anche tra i Greci fosse diffuso l'uso della bilancia. I Romani, dal canto loro, perfezionarono la bilancia a bracci uguali e piatti aggiungendo l'indice; di fatto, essi utilizzavano tale modello di bilancia per le pesate esatte di piccoli oggetti, mentre per le merci grossolane si servivano della stadera, originaria della Campania. La stadera è un tipo di bilancia basato sul principio della leva. È formata da un'asta (stilo) lungo la quale si sposta il peso equilibrante (romano), mentre il fulcro è costituito dal gancio dal quale la stadera è sostenuta. All'altra estremità dell'asta è montato il piatto su cui si pone il corpo da pesare; l'equilibrio si ottiene allora spostando il romano. Una curiosità: questa denominazione non è legata ai Romani, ma deriva dalla lingua araba in quanto la forma di tale peso scorrevole ricorda quella del melograno, che in arabo si dice “rumen”.

Ben presto, la bilancia cominciò a essere usata anche per le ricerche scientifiche: in particolare, il celebre Archimede di Siracusa (287 a.C. circa – 212 a.C.) se ne servì per cercare di conoscere il peso specifico dei corpi. Nel primo Medioevo, il fisico arabo Al-Khazini utilizzò bilance perfezionate per determinare il peso specifico dei metalli preziosi. Naturalmente, poi, con il trascorrere dei secoli le bilance si sono via via evolute adeguandosi ai vari progressi tecnologici.