Des panneaux d’arrêt ont commencé à apparaître dans diverses villes américaines dans les années 1910. Blair, Nebraska et Detroit, Michigan ont introduit des panneaux d’arrêt en 1915. Détroit a également eu le premier feu de signalisation tricolore, installé en 1920. Au début, les panneaux d’arrêt n’étaient pas normalisés et n’étaient pas utilisés partout. Dans les années 1920, les organisations nationales ont commencé à normaliser l’utilisation et l’apparence des panneaux d’arrêt, et la version blanc sur rouge utilisée aujourd’hui n’a été introduite qu’en 1954.
Le premier groupe national à créer des règles concernant les panneaux d’arrêt, l’American Association of State Highway Officials (AASHO), s’est réuni en 1922 et a développé la forme octogonale comme norme. À ce moment-là, les panneaux d’arrêt avaient le mot STOP peint en noir sur fond blanc. La première conférence nationale sur la sécurité des rues et des routes (NCSHS) a proposé un certain nombre d’idées concernant les formes et les couleurs de différents types de panneaux de signalisation en 1924, dont l’une était le panneau d’arrêt blanc sur rouge. Cependant, l’AASHO a adopté des lettres noires sur fond jaune comme norme de panneau d’arrêt la même année, car la combinaison s’est avérée avoir la meilleure visibilité. Ce style de panneau d’arrêt, monté à deux ou trois pieds (0.6 à 0.9 m) du sol, est resté la norme jusqu’en 1954.
L’AASHO et le NCSHS ont fusionné en une seule entité en 1935 et ont publié le Manuel sur les dispositifs uniformes de contrôle de la circulation pour les rues et les autoroutes (MUTCD). Ils ont continué à publier des versions mises à jour jusqu’en 1971, et l’organisation existe toujours aujourd’hui. En 1954, grâce à des peintures réfléchissantes améliorées, le panneau d’arrêt blanc sur rouge a finalement remplacé la version noir sur jaune. En 1966, les normes MUTCD sont devenues une loi nationale. Le dernier MUTCD, publié en 1971, stipulait que les panneaux d’arrêt devaient être placés à sept pieds (2.1 m) au-dessus du sol.
D’autres pays ont utilisé divers styles de panneaux d’arrêt au fil des ans. Récemment, l’Union européenne a adopté le style américain de panneau d’arrêt dans le cadre de ses efforts de normalisation. D’autres pays du monde ont des panneaux d’arrêt suivant le modèle des États-Unis, souvent avec le mot STOP dans la langue locale. La Thaïlande, la Chine, Hong Kong, Taïwan, le Canada français et la plupart des pays d’Amérique centrale et du Sud ont des panneaux d’arrêt qui suivent les directives MUTCD en tous points sauf pour la langue.