Stedet og tidspunktet for en «oppfinnelse» av hjulet er fortsatt uklart, fordi de eldste tipsene ikke garanterer eksistensen av reell hjultransport, eller er datert med for mye spredning. Mesopotamisk sivilisasjon er kreditert oppfinnelsen av hjulet. Oppfinnelsen av det skivehjulet i massivt tre faller inn i slutten av yngre steinalder, og kan sees i sammenheng med andre teknologiske fremskritt som ga opphav til tidlig bronsealder. Dette innebærer passering av flere hjulløse årtusener, selv etter oppfinnelsen av jordbruk og keramikk, under den akeramiske yngre steinalder.

• 4500–3300 f.Kr. (kobberalder): oppfinnelsen til pottemakerens hjul; tidligste solide trehjul (skiver med hull for akselen); tidligste hjulkjøretøy; tamhet av hesten
• 3300–2200 f.Kr. (tidlig bronsealder)
• 2200–1550 F.Kr. (middelbronsealder): oppfinnelse av eikerhjulet og vognen

Halaf-kulturen fra 6500–5100 f.Kr. blir noen ganger kreditert den tidligste skildring av et hjulbil, men dette er tvilsomt da det ikke er noe bevis på at halafianere bruker verken hjulbiler eller til og med keramikkfelger. Forløpere til hjul, kjent som «turneringer» eller «sakte hjul», var kjent i Midtøsten den 5. årtusen f.Kr. En av de tidligste eksemplene es ble oppdaget i Tepe Pardis, Iran, og datert til 5200–4700 f.Kr. Disse var laget av stein eller leire og festet til bakken med en pinne i midten, men krevde betydelig innsats for å snu. True potter-hjul, som er fritt spinnende og har en hjul- og akselmekanisme, ble utviklet i Mesopotamia (Irak) innen 4200–4000 f.Kr.. Det eldste overlevende eksemplet, som ble funnet i Ur (dagens Irak), dateres til ca 3100 f.Kr. Hjul er også funnet i Indus Valley Civilization, et 4. årtusen f.Kr. sivilisasjon som dekker områder i dagens India og Pakistan.

Det eldste indirekte beviset på hjulbevegelse ble funnet i form av miniatyrleirehjul nord for Svartehavet før 4000 f.Kr. Fra midten av 4. årtusen f.Kr. og utover, blir bevisene fortettet i hele Europa i form av lekebiler, skildringer eller hjulspor. I Mesopotamia er skildringer av hjulvogner funnet på leirtavle piktogrammer ved Eanna-distriktet i Uruk, i den sumeriske sivilisasjonen, er datert til ca 3500–3350 f.Kr. I andre halvdel av 4. årtusen f.Kr. dukket det opp bevis på hjulbiler nesten samtidig i den nordlige (Maykop-kulturen) og Sør-Kaukasus. og Easte rn Europe (Cucuteni-Trypillian culture). Avbildninger av et hjulbil dukket opp mellom 3631 og 3380 f.Kr. i Bronocice leirgryten som ble utgravet i en traktbikerkulturoppgjør i Sør-Polen. I nærliggende Olszanica ble en 2,2 m bred dør konstruert for vogninngang; denne låven var 40 m lang med 3 dører, datert til 5000 f.Kr. – 7000 år gammel, og tilhørte neolitisk lineær keramikkultur. Overlevende bevis på en hjulakselkombinasjon, fra Stare Gmajne nær Ljubljana i Slovenia (Ljubljana Marshes Wooden Wheel), dateres innen to standardavvik til 3340–3030 f.Kr., akselen til 3360–3045 f.Kr. To typer tidlig neolitisk europeisk hjul og aksel er kjent; en omformet vognkonstruksjon (hjulet og akselen roterer sammen, som i Ljubljana Marshes Wheel), og den fra Baden-kulturen i Ungarn (akselen roterer ikke). De er begge datert til c. 3200–3000 f.Kr. Noen historikere mener at det var en diffusjon av hjulkjøretøyet fra Midtøsten til Europa rundt midten av 4. årtusen f.Kr..

Tidlige hjul var enkle treplater med hull for akselen. Noen av de tidligste hjulene var laget av horisontale skiver av trestammer. På grunn av den ujevne strukturen i tre, vil et hjul laget av en horisontal skive av en trestamme ha en tendens til å være dårligere enn det som er laget av avrundede biter av langsgående brett.

Det eikerhjulet ble oppfunnet mer nylig og tillatt konstruksjonen av lettere og raskere kjøretøy. De tidligste kjente eksemplene på eiker av tre er i sammenheng med Sintashta-kulturen og dateres til ca. 2000 f.Kr. (Krivoye Lake). Rett etter dette brukte hestekulturer i Kaukasus-regionen hestetrukne krigsvogner med eikerhjul for det meste av tre århundrer. De flyttet dypt inn på den greske halvøya der de sluttet seg til de eksisterende middelhavsfolket for å gi opphav til slutt det klassiske Hellas etter bruddet på minoisk dominans og konsolideringer ledet av førklassisk Sparta og Athen. Keltiske vogner introduserte en jernkant rundt rattet i 1. årtusen f.Kr.

I Kina er det funnet hjulspor fra rundt 2200 f.Kr. på Pingliangtai, et sted for Longshan-kulturen. Lignende spor ble også funnet på Yanshi, en by i Erlitou-kulturen, som dateres til rundt 1700 f.Kr. Det tidligste beviset på eikerhjul i Kina kommer fra Qinghai, i form av to hjulnav fra et sted datert mellom 2000 og 1500 f.Kr..

I Storbritannia, et stort trehjul, som måler ca 1 m (3,3 ft) i diameter, ble avdekket på Must Farm-området i East Anglia i 2016. Prøven, som dateres fra 1100 til 800 f.Kr., representerer den mest komplette og tidligste av sin type funnet i Storbritannia. Hjulets nav er også til stede. En hestes ryggrad funnet i nærheten antyder at hjulet kan ha vært en del av en hestevogn. Hjulet ble funnet i en bosetning bygget på stylter over våtmark, noe som indikerer at bosetningen hadde en slags kobling til tørt land.

Selv om storskala bruk av hjul ikke fant sted i Amerika før europeisk kontakt, var det mange små gjenstander på hjul, identifisert som barneleker, er funnet på meksikanske arkeologiske steder, noen dateres til ca 1500 f.Kr. Det antas at den primære hindringen for storskalautvikling av hjulet i Amerika var fraværet av tamme store dyr som kunne brukes til å trekke hjulvogner. Den nærmeste slektningen til storfe som var til stede i Amerika i før-colombiansk tid, den amerikanske bisonen, er vanskelig å tamme og ble aldri tammet av indianere; flere hestearter eksisterte til rundt 12 000 år siden, men til slutt ble de utryddet. Det eneste store dyret som ble tammet på den vestlige halvkule, lamaen, et pakkedyr, men ikke fysisk egnet til å bruke som trekkdyr til å trekke kjøretøyer på hjul, og bruk av lama spredte seg ikke langt utenfor Andesfjellene på den tiden ankomsten av europeere.

Nubere fra etter omkring 400 f.Kr. brukte hjul til å spinne keramikk og som vannhjul. Det antas at nubiske vannhjul kan ha vært oksedrevne. Det er også kjent at nuberne brukte hestevogner importert fra Egypt.

Hjulet ble knapt brukt, med unntak av Etiopia, i Afrika sør for Sahara langt ut på 1800-tallet, men dette endret seg med ankomst av europeerne.

Eikerhjulet var i fortsatt bruk uten større endringer frem til 1870-tallet, da wire-eiker hjul og pneumatiske dekk ble oppfunnet. Pneumatiske dekk kan redusere rullemotstanden og forbedre komforten. Wire eiker er under spenning, ikke kompresjon, noe som gjør det mulig for hjulet å være både stivt og lett. Tidlige radialt eikede trådhjul ga opphav til tangentielt eikerte trådhjul, som ble mye brukt på biler i slutten av 1900-tallet. Hjul i støpt lettmetall er nå mer vanlig; smidde lettmetallfelger brukes når vekten er kritisk.

Oppfinnelsen av hjulet har også vært viktig for teknologien generelt, viktige bruksområder, inkludert vannhjulet, tannhjulet (se også antikythera-mekanismen), det roterende hjulet , og astrolabben eller torquetumet. Mer moderne etterkommere av hjulet inkluderer propell, jetmotor, svinghjul (gyroskop) og turbinen.

• Ljubljana Marshes Wheel, fra rundt 3150 f.Kr. (restaurert modell av den eldste nøyaktig radiokarbon daterte trehjuldelen i verden).

• Massivt hjul fra det tjuende århundre laget av treplater, bundet med en metallfelg

• Eikerhjul på det gamle etruskiske Monteleone vogn, 2. kvartal på 600-tallet f.Kr.

• Eikerhjul med bronsebelegg fra Árokalja, fra rundt 1000 f.Kr..

• Radial- (venstre) og tangentielt- (høyre) wire-eiker hjul, begge med pneumatiske dekk.

• Støpt lettmetallfelg på en sammenleggbar sykkel , med et pneumatisk dekk.