A história da Officine Panerai no campo da relojoaria teve início em princípios do século XX, com a abertura de uma loja especializada em Florença.Mas foi apenas em 1938 que a companhia produziu seu primeiro relógio.

Naquele ano, "Guido Panerai & Figlio", tornou-se "Officine Panerai", criando o primeiro protótipo de um relógio com uma concepção inteiramente nova, com um movimento Rolex e projetado para uma unidade militar especial secreta estabelecida na Itália.

Já na segunda metade do século anterior, a empresa, fundada em 1860, por Giovanni Panerai, era uma fornecedora da Regia Marina, a Marinha Real, criando instrumentos de avançada tecnologia e, para a época, um alto nível de precisão.

Esta produção, de uma natureza altamente especializada, já havia criado uma firme ligação entre o nome Panerai e o mundo naval, com medidas de tempo e espaço e o desenvolvimento de padrões de qualidade e segurança superiores às normas, uma vez que ela era reservada exclusivamente para atender aos militares. Medidores de distância mecânicos luminosos para lançamento de torpedos, dispositivos de mira, profundímetros, bússolas, temporizadores para minas - foi graças à tecnologia anteriormente desenvolvida neste setor que a Panerai foi capaz de criar um relógio militar especializado para uso subaquático, efetivamente o primeiro relógio militar para mergulho à prova d´água, o Radiomir, com 47 milímetros de diâmetro, movimento Rolex e coroa rosqueada.

Em 1938 os relógios Panerai Radiomir entraram a serviço da Regia Marina Italiana (Real Marinha Italiana), bem visíveis no pulso dos comandos e homens da divisão Gamma, os quais a bordo de seus “maiali” ou “pigs” (torpedos de baixa velocidade) ou em nado livre, executavam audaciosos ataques a navios inimigos durante a Segunda Guerra Mundial. Ao final do conflito, os Radiomir logo atraíram a atenção de colecionadores. As três centenas de peças produzidas tornaram-se raridades altamente cobiçadas pelos conhecedores.

O mostrador do Radiomir caracterizava-se por uma excepcional luminosidade, obtida por marcadores de horas e ponteiros com uma tinta especial composta de uma mistura de sulfeto de zinco, brometo de rádio e mesotélio. Era o mesmo composto, concebido pela Panerai, que caracterizava toda a sinalização noturna e os dispositivos de mira fabricados pela empresa florentina. A alta luminosidade da tinta permitia a utilização dos instrumentos na total escuridão sem a necessidade de iluminação auxiliar, o que poderia oferecer risco de identificação pelo inimigo.

No ano de 1940, é criado um mostrador com camadas superpostas: uma base metálica, uma placa coberta de material luminescente e uma placa de metal com numerais e marcadores recortados. O material contido nos locais recortados garantia brilho excepcional na escuridão absoluta.

Em 1943 a empresa criou outro relógio, também desenhado para uso da Marinha Italiana, mas reservado para uso dos oficiais de convés. Era o Panerai Mare Nostrum, um cronógrafo com caixa a prova d´água, que não passou do estágio de protótipo devido à entrada da Itália na guerra.

A partir do início dos anos 1950, o Panerai Luminor se juntaria ao Radiomir e viria a substituí-lo. Este novo modelo manteve o formato da caixa e o mostrador do relógio histórico, mas introduziu importantes características.

A resistência à água foi aumentada graças à adoção de uma ponte especial com alavanca para comprimir a coroa contra a caixa, enquanto o movimento utilizado era um calibre Angelus com 8 dias de reserva de marcha, que reduzia consideravelmente a freqüência de carregamento do relógio e portanto a possibilidade de entrada de água pela coroa, o ponto mais vulnerável em relógios sob a água. Este dispositivo original de proteção da coroa é uma característica única dos relógios Panerai. Ele é uma marca registrada da empresa.

Outra importante inovação dizia respeito ao mostrador, cuja luminescência era obtida com base em trítio, e não mais em rádio.

O relógio Panerai Luminor, que continuava a ser fornecido a unidades especiais da Marinha Italiana, rapidamente tornou-se um item lendário, altamente procurado por colecionadores e entusiastas de todo o mundo.

Em 1956, foi criado um modelo Panerai Radiomir encomendado pela Marinha Egípcia. A sua diferença com relação às versões estava na presença de um aro rotatório com marcadores de intervalos de 5 minutos.

No mesmo ano, a Panerai cria um protótipo para mergulho em titânio, capaz de resistir a uma profundidade de 1000 metros.

Em 1993, pela primeira vez, a companhia cria uma série limitada e numerada de relógios para venda para o público em geral - o Panerai Luminor Marina e o Mare Nostrum.

Dois anos depois, por solicitação do ator Sylvester Stallone, a Panerai cria uma série especial limitada do Panerai Luminor e Mare Nostrum, chamada Slytech. Todos os modelos trazem a assinatura do ator gravada no fundo.

A Officine Panerai é adquirida, em 1997, pelo Richemont Group (então chamado Vendôme Luxury Group). No anos seguinte a marca é lançada no mercado internacional.

No ano de 2001, a loja Bottega Panerai em Florença reabre na Piazza San Giovanni 16r. Esta era a loja aberta pela família Panerai no início do século anterior sob o nome Orologeria Svizzera.

Em Setembro de 2002, a fábrica da Manifattura Panerai abre em Neuchâtel, Suíça.

Em 2004, o Luminor Submersible 2500 m vence o prêmio de relógio esportivo no Grande Prêmio de Relojoaria de Genebra 2004.