中華人民共和國國家主席制度經歷了曲折的發展過程。大致可分為四個階段：即1949年建國時期至1954年第一部社會主義憲法的頒布；1954年國家主席的設立至1975年憲法對國家主席的撤消；自1975年國家主席在憲法上的缺位至1982年新憲法對國家主席的恢復；以及1982年至今國家主席制度的穩步發展時期。
新中國建國初期到1954年，在國家機構體系中，沒有設置專門的國家主席，行使國家主席職權的國家機關是中央人民政府委員會。中央人民政府委員會設主席1名，副主席6名，委員56名，秘書長1名。中央人民政府主席主持中央人民政府委員會會議和領導中央人民政府委員會的工作，在國家政治生活中發揮著重要作用。但中央人民政府主席不是一個獨立的國家機關，不是國家元首，而只是中央人民政府委員會的組成人員，不過在實際上中央人民政府主席行使了一部分屬于國家元首的職權。因此，在新中國建立至1954年9月，中央人民政府委員會就相當于國家主席。
中華人民共和國設置國家主席開始于1954年9月召開的第一屆全國人民代表大會，會議制定了中國第一部社會主義憲法。1954年憲法規定，在全國人民代表大會之下設立全國人民代表大會常務委員會和中華人民共和國主席，取消中央人民政府委員會，國家主席是政治體制中一個獨立的國家機關，既是國家的代表，又是國家的象征。同時，1954年憲法還對國家主席的產生、任期、地位和職權等一系列問題予以明確的規定。
1954年至1965年，中國的國家主席制度基本上得到正常運轉。1954年9月至1959年4月，毛澤東和朱德分別擔任國家主席和副主席。1959年和1965年，劉少奇兩次當選為國家主席。在1954年至1965年期間，國家主席根據全國人民代表大會及其常務委員會的決定，公布了大批的法律法令，召開了多次國務會議，接見外國使節，并進行了其他許多有關的職務活動。1966年至1975年間，由于擔任國家主席的劉少奇被迫害致死，國家主席職位長期處于空缺狀態。
1975年1月17日，第四屆全國人民代表大會第一次會議通過了中華人民共和國成立后的第二部成文憲法。這部憲法正式取消了國家主席的建制。1978年3月5日，第五屆全國人民代表大會第一次會議通過了中華人民共和國成立后的第三部成文憲法。根據該部憲法的規定，在國家機構的設置問題上，仍然堅持不設置國家主席。不過，1978年憲法把1954年憲法所規定的由國家主席行使的一些職權，包括：接受外國使節；根據全國人民代表大會或者全國人民代表大會常務委員會的決定，公布法律和法令，派遣和召回駐外全權代表，批準同外國締結的條約，授予國家的榮譽稱號的重要職權，改為由全國人民代表大會常務委員會委員長行使。
1982年12月4日，第五屆全國人民代表大會第五次會議通過了中華人民共和國成立后的第四部成文憲法，恢復設置國家主席、副主席。1982年憲法于1988年4月、1993年3月和1999年3月經過了三次修正，每次都繼續堅持國家主席、副主席的設置，從而使國家主席制度得到確立。
