第一個NTP服務器實現大約從1980年開始,當時精度只有幾百毫秒。當時實現在互聯網工程報告中記錄的IEN-173 文檔中。后來出現第一個規范文檔RFC 778,但它仍然稱互聯網時鐘服務。當時時間同步需要HELLO的路由協議。NTP首次被介紹在 RFC 958,主要描述數據包參與網絡以及一些基本的計算。NTP的早期版本沒有進行任何頻率誤差補償。

  第一個完整描述協議規范和算法的NTP版本1出現在1988年的RFC 1059。這個版本已經有對稱的操作模式以及客戶機-服務器模式。

  一年之后，使用des – cbc使用對稱密鑰身份驗證形成版本2（RFC 1119）。同時另一個同步協議名為數字時鐘同步服務(DTSS)由Digital Equipment Corporation提出。與此同時NTP服務軟件xntp由多倫多大學的丹尼斯?弗格森寫出。這個軟件發展到現在公開可用的xntpd軟件。

  1992年結合DTSS 的算法，NTP產生了新的NTP規范版本3 (RFC 1305)。版本正式引入正確性原則(esterror maxerror)和修正算法。此外廣播模式也被添加到協議。當前版本3仍然可以獲得的最近的規范，同時此規則和實現還持續改進，這實際上是AIX的xntp3-5。

  從1994年進行新NTP版本升級工作，第一個描述是RFC 2030（IPv4, IPv6 and OSI的簡單NTP協議版本4）。NTP的下一版本將提供新功能對自動配置(例如manycast模式)、可靠性、減少網絡流量和身份驗證(使用公開密匙加密)。新內核時鐘模型能保持時間到納秒的精度。

  雖然NTP本身只處理調整操作系統的時鐘,同時一些改善內核時間服務器的研究也在繼續。在1994年FC1589（內核時間保持）文檔中描述內核保持的新實現和接口，可以使內核時間達到1微妙的范圍。外部脈沖可用于校準和穩定操作系統的時鐘。因此一個操作系統接口(API) RFC 2783(秒脈沖 API類unix操作系統V1) 終于在1999年出版。

  目前的HJ210時鐘服務器的授時精度可以達到0.1ms左右，時間同步服務器在銣鐘秒脈沖的作用下，可以達到和UTC時間年偏差3ms的精度。此精度以比NTP協議定義的局域網精度1-5ms高出許多。目前大部分軟件的精度都在秒級別，毫米即變化幾乎無感。