Erste Schwarzwälder Holzuhren entstanden in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts. Die Uhrenherstellung konnte sich aber aufgrund ständiger Kriege erst ab etwa 1730 als eigenes Gewerbe etablieren.
Im 18. und 19. Jahrhundert waren Schwarzwälder Holzuhren weltweit beliebt und konnten erfolgreich hergestellt werden, was nicht zuletzt an einer gut etablierten Arbeitsteilung lag. So bezog der eigentliche Uhrmacher Zulieferteile von (Holz-)Gestellmachern, Gießereien für Glocken und Zahnradrohlinge, Kettenmachern und Schildermalern. Durch das Engagement der vielen Gewerke entstand schnell hohe Produktivität durch Spezialisierung und Industrialisierung der Prozesse und Verfahren. Mit den Produktionszahlen stieg auch die Anzahl der Beschäftigten. Um 1840 entstanden ca. 600.000 Holzuhren jährlich, ca. 5.000 Menschen waren in den dazugehörigen Betrieben beschäftigt. Bei Vertrieb und Export nutzten die Uhrenhersteller das bestehende Vertriebsnetz der ebenfalls im Schwarzwald angesiedelten Glasmacher, die über so genannte Glasträger ihre Produkte (und auch die Schwarzwälder Holzuhren) im In- und Ausland vertrieben. Schnell etablierten sich in vielen Ländern Europas Schwarzwälder Uhrenhändler.
Im Jahr 1850 gründete die damalige Regierung in Furtwangen die erste deutsche Uhrmacherschule, um kleineren Handwerkern eine Ausbildung zu ermöglichen und damit die Absatzchancen der Region zu steigern. Zur selben Zeit etablierten sich die ersten größeren Uhrenfabriken, in deren Folge sich im Schwarzwald erste Zentren der Uhrenproduktion in Städten wie St. Georgen, Triberg, Furtwangen, Titisee-Neustadt und Lenzkirch entwickelten. Ab 1880 entwickelte sich auch der württembergische Teil des Schwarzwaldes mit Schramberg (Junghans) und Schwenningen (Kienzle) zu einem Weltzentren der Uhrenindustrie. Das robuste Weckerwerk W10 von Junghans ermöglichte z.B. den Aufstieg des bekannten Herstellers zu einer der größten Uhrenfabriken der Welt. Durch die Weckerproduktion insgesamt deckte der Schwarzwald vor dem Ersten Weltkrieg 60 % des Weltexports an Großuhren ab. Danach jedoch machte die wirtschaftliche Dauerkrise der 1920er Jahre den Hersteller zu schaffen, auch der Zweite Weltkrieg unterbrach die Uhrenproduktion.
Den Zweiten Weltkrieg selbst überstand die Großuhrenindustrie an den Standorten im mittleren Schwarzwald weitgehend unbeschadet. Bereits ab 1949 waren wieder 85 % der Vorkriegsproduktion erreicht. Der starke Anstieg der Reallöhne wirkte sich ab den 1960er Jahren jedoch verheerend auf den Ertrag der Uhrenindustrie aus und auch die Erfindung des Quarzwerks bereitete vielen traditionellen Herstellern Probleme. Die hierdurch hervorgerufene Marktkonsolidierung ermöglichte es jedoch auch einigen Hersteller, sich bis heute erfolgreich in zu etablieren.