Muinaisina aikoina monet tiedemiehet uskoivat, että valon nopeus on ääretön ja että se voi kulkea minkä tahansa matkan hetkessä. Italialainen fyysikko Galileo Galilei oli ensimmäisten joukossa, jotka yrittivät mitata valon nopeutta. Hän suunnitteli 1600-luvun alussa kokeen, jossa kaksi ihmistä, joilla oli peitetyt lyhdyt, seisoi tunnetun etäisyyden päässä toisistaan. Toinen henkilö paljasti lyhtynsä, ja heti kun toinen henkilö näki valon, hän paljasti oman lyhtynsä. Galilei yritti kirjata lyhtysignaalien välisen ajan, mutta ei onnistunut, koska etäisyys oli liian pieni ja valo yksinkertaisesti liikkui liian nopeasti, jotta sitä olisi voitu mitata tällä tavalla.
Vuoden 1676 tienoilla tanskalainen tähtitieteilijä Ole Roemer todisti ensimmäisenä henkilönä, että valo kulkee äärellisellä nopeudella. Hän tutki Jupiterin kuita ja huomasi, että niiden pimennykset tapahtuivat ennustettua aikaisemmin, kun Maa oli lähempänä Jupiteria, ja tapahtuivat myöhemmin, kun Maa oli kauempana Jupiterista. Roemer päätteli, että tämä johtui siitä, että valo liikkuu rajallisella nopeudella; valon matka Maahan kesti kauemmin, kun Jupiter oli kauempana.
Seuraavina vuosisatoina useat muutkin tiedemiehet työskentelivät valon nopeuden määrittämiseksi ja kehittyneiden tekniikoiden avulla saivat aikaan yhä tarkempia laskelmia. Ranskalaisen fyysikon Hippolyte Fizeaun katsotaan tehneen ensimmäisen ei-astronomisen mittauksen vuonna 1849 käyttämällä menetelmää, jossa valo lähetettiin pyörivän hammaspyörän läpi ja heijastettiin sitten takaisin huomattavan kaukana sijaitsevalla peilillä. Yhden ensimmäisistä valon nopeuden tarkoista laskelmista teki 1920-luvulla yhdysvaltalainen fyysikko Albert Michelson, joka teki tutkimuksensa Etelä-Kalifornian vuoristossa käyttäen kahdeksanpuolista pyörivää peililaitetta. Vuonna 1983 kansainvälinen painoja ja mittoja käsittelevä toimikunta määritteli valon nopeudeksi tyhjiössä nykyisin käyttämämme laskennan: 299 792 458 metriä sekunnissa (186 282 mailia sekunnissa) – nopeus, jolla voitaisiin kiertää päiväntasaaja 7,5 kertaa yhdessä sekunnissa.