A adoção da urna foi resultado de um processo de modernização do sistema eleitoral iniciado décadas antes. A ideia de mecanizar a votação é mais antiga do que se imagina: já estava prevista no Código Eleitoral de 1932.
A lei falava em "máquinas de votar", que seriam um dos processos para resguardar o sigilo do voto. A máquina seria preparada de antemão para que cada eleitor pudesse votar em apenas um candidato por vaga. As máquinas chegariam às seções eleitorais seladas, para comprovar sua integridade, e ao fim do processo seriam lacradas novamente, para serem abertas somente no local de apuração dos votos. O processo idealizado lembra muito o funcionamento da urna eletrônica hoje (ver informativo ao fim da matéria).
As primeiras tentativas de automatizar o voto ocorreram entre as décadas de 1930 e 1950, com protótipos desenvolvidos por inventores brasileiros. Embora não tenham sido adotados, esses projetos anteciparam a busca por alternativas à votação e à apuração manuais. O processo ganhou novo impulso nas décadas de 1970 e 1980, com a informatização da apuração dos votos e o recadastramento eletrônico do eleitorado. Em 1989, a cidade de Brusque (SC) foi pioneira ao realizar a votação por computador no segundo turno da eleição presidencial.
Em 1995, o Tribunal Superior Eleitoral (TSE) criou uma comissão de especialistas para definir as características da urna eletrônica. O projeto reuniu contribuições de Tribunais Regionais Eleitorais e instituições de pesquisa, e incorporou recursos como o voto exclusivamente numérico, a confirmação do candidato por fotografia, a emissão da zerésima — relatório que comprova que a urna inicia a votação sem votos registrados — e o boletim de urna.
A urna estreou nas eleições municipais de 1996, apenas em municípios com mais de 200 mil eleitores. Eles compunham cerca de 30% do eleitorado. Brusque voltou a participar dessa etapa, como exceção ao critério populacional: embora tivesse cerca de 43,6 mil eleitores, o município foi incluído em reconhecimento às experiências de informatização do voto realizadas anteriormente. Em 1998, o uso da urna foi ampliado para municípios com mais de 40 mil eleitores e, em 2000, a votação eletrônica passou a alcançar todo o eleitorado brasileiro.