Otomobillerdeki ilk fren sistemleri, bugünkü modern sistemlere kıyasla oldukça basit ve ilkeldi. Motor güçlerinin artması ve araçların hızlanması gibi sebeplerle araçların durması daha büyük önem kazandıkça fren sistemleri de gelişti. 

İlk olarak mekanik frenler vardı. İlk "blok fren" veya "kaşık fren" (spoon brake) kullanılıyordu. Bu sistemde, bir kol vasıtasıyla tahta veya metal bir blok doğrudan tekerleğin dış yüzeyine bastırılıyordu. Sürtünme ile yavaşlanıyor ancak verim düşük kalıyor ve ıslak zeminde sorun oluyordu. Karl Benz'in 1886'da ürettiği Patent Motorwagen'de bu sistem vardı. Kemer Fren (Band Brake) ise, 1890'lardan itibaren bazı araçlarda deri kaplı metal bir bandın tekerleğin etrafındaki bir tambura sarılarak sıkıştırılması düzeneğiydi. Bu sistemde aşınma sorunları ve ani frende dengesizlik vardı.

1902’de Louis Renault, içten genişleyen kampana freni tasarladı. Bu sistemde fren pabuçları, tekerlek içindeki bir tamburun yüzeyine baskı yapıyordu. Daha iyi korumalı ve yağmurda daha etkiliydi. İlk otomobillerde frenler sadece arka tekerleklerde bulunduğu için fren mesafesi uzuyordu. Zamanla tekerlerin tümüne fren düzeneği eklendi.

Erken fren sistemleri mekanik çalışıyor ve fren gücü eşit dağıtılamıyordu. Malcolm Loughead 1917’de ilk pratik hidrolik fren sistemini geliştirdi. Bu sistemde, fren pedalına basınç uygulandığında hidrolik sıvı borular vasıtasıyla tekerlek silindirlerine iletilerek fren pabuçlarını sıkıştırıyordu. 

Ancak kampana frenlerde ısınma problemi performansı düşürüyor, suyla temas edince pabuçlar tambura yeterince yapışmıyor ve pabuç değişimi için sökmek gerekiyordu. Bu sorunlar disk frenlerin gelişimine zemin hazırladı. 1950'lerde Jaguar ve Citroën gibi markalar, yarış otomobillerinde disk frenleri kullanmaya başladı. Daha iyi soğutma ve performans sunan bu sistem, 1960'lardan itibaren yaygınlaştı.

Disk frende pedala basıldığında, mekanik veya hidrolik bir sistemle pabuçlar tamburun iç yüzeyine genişleyerek sürtünme yaratıyordu. Erken modellerde "tek pabuçlu" tasarım varken, 1920'lerden itibaren "çift pabuçlu" sistemler yaygınlaştı (daha dengeli frenleme için).

Disk frenler, kapalı bir tambur içinde çalışan ve ısıyı dağıtma sorunu yaşayan kampanaya göre açıkta olduğu için hava akışıyla soğuyor ve performansı düşürmüyordu. Ayrıca dönen disk sayesinde suyu hızla atarken ıslak zeminde daha tutarlı çalışıyor. Yüksek hızlarda daha kısa fren mesafesi sağlıyordu. Daha hafif ve değişimi daha kolaydı. Tüm bu sebepler disk frenlere geçişi kolaylaştırdı.

Bununla beraber maliyet unsuru kampana frenlerin kullanımının sürmesini sağlamıştır. Disk frenler daha pahalıdır, bu yüzden bazı ekonomik araçlarda arka akslarda kampana fren kullanılır. Ayrıca kampana frenler, mekanik el freni için daha uygundur (disk frenli araçlarda ayrı bir mini kampana veya elektrikli el freni kullanılır).

Günümüzde yüksek performanslı araçlarda seramik kompozit diskler (örneğin Porsche Carbon-Ceramic) kullanılır. Elektrikli otomobillerde ise rejeneratif frenleme sayesinde disk frenler daha az yıpranır. Otomatik şanzımanlı, içten yanmalı motor teknolojisine sahip otomobillerde ise fren disk ve balataları çok kullanıldığı için değiştirme periyodları daha sıktır.

En önemlisi ise disk frenlerin daha sonra çıkan ABS gibi elektronik sistemlerle daha uyumlu olmasıdır. ABS, frenleri "akıllı" yaparak kazaları önleyen en önemli otomotiv güvenlik teknolojilerinden biri olarak ortaya çıktı. İlk pratik ABS, 1978'de Mercedes S-Class ve BMW 7 Serisi'nde kullanıldı. Türkiye otomobil pazarı da dahil olmak üzere 2000’lerden itibaren birçok ülkede zorunlu hale geldi.

Sürüş güvenliğinde büyük bir devrim olan ABS ile ıslak/kaygan zeminlerde kontrol kaybı büyük ölçüde azaldı. Fren mesafesi kısalmasa bile (bazı koşullarda), aracın savrulması engellenmiş oldu. Bu altyapı, sonraki tüm akıllı fren/güvenlik sistemlerinin temelini oluşturdu.

Fren sistemlerinin diğer önemli bileşenleri ise fren balataları, fren merkezi, kaliperler ve lastiklerdir. Bilhassa uygun lastik kullanımı, lastiklerin diş derinliği ve diğer ekipmanların bu sistemlerle uyumlu çalışması, sürüş güvenliği ve yol tutuş için hayati öneme sahiptir.