Родоначальником советской (российской) системы военно-технического сотрудничества с иностранными государствами считается Главное инженерное управление, образованное в 1953 году при Министерстве внутренней и внешней торговли по распоряжению Совета Министров СССР. По мере развития сферы деятельности военно-технического сотрудничества (далее – ВТС) появились другие органы специальной внешней торговли.
В 90-е годы XX века система ВТС России претерпела существенные изменения. К концу десятилетия в стране действовало два государственных посредника — ФГУП "Государственная компания "Росвооружение", ФГУП "Промэкспорт" и ряд других субъектов ВТС в лице оборонно-промышленных предприятий. В целях повышения эффективности их деятельности на внешнем рынке потребовалось создание "президентской вертикали" государственного управления ВТС, которая усилила координацию и контроль за экспортом вооружений и исключила конкуренцию между российскими субъектами ВТС.
Указом Президента Российской Федерации от 4 ноября 2000 года № 1834 путем слияния двух государственных посредников был образован единственный государственный спецэкспортер — ФГУП "Рособоронэкспорт". Генеральным директором был назначен Андрей Бельянинов, его первым заместителем — Сергей Чемезов, который в последующем возглавлял компанию с 2004 по 2007 год. С 2007 по 2017 год руководителем компании являлся Анатолий Исайкин.
1 июля 2011 года в соответствии с Указом Президента Российской Федерации №1577 была завершена приватизация имущественного комплекса ФГУП "Рособоронэкспорт" путем преобразования его в открытое акционерное общество (ОАО) с сохранением за ним функции единственного государственного посредника при осуществлении внешнеторговой деятельности в отношении всего спектра продукции военного назначения.
В соответствии с Федеральным законом от 1 сентября 2014 года № 99-ФЗ решением Госкорпорации Ростех от 10 ноября 2015 года внесены изменения в Устав компании в части ее наименования. Компания стала именоваться акционерным обществом "Рособоронэкспорт", сокращенно – АО "Рособоронэкспорт".
10 января 2017 года в соответствии с решением единственного акционера, Госкорпорации Ростех, от 26 декабря 2016 года к исполнению обязанностей генерального директора АО "Рособоронэкспорт" приступил Александр Михеев.