Los egipcios, los griegos y los romanos no disponían de gafas ni otra clase de instrumentos para mejorar la visión puesto que, a pesar de haber desarrollado algunas teorías al respecto, nunca las habían llevado a la práctica. Alrededor del año 50 d.C. el filósofo romano Séneca descubrió que los objetos aparecían más grandes y mejor definidos si se observaban a través de un recipiente de vidrio lleno de agua, si bien no atribuyó el aumento a la curvatura del recipiente sino al líquido. El astrónomo y matemático griego Ptolomeo realizó grandes avances durante el siglo Il al calcular el ángulo de refracción de los rayos de luz y el índice de refracción del agua y el vidrio. Este científico describió el principio del aumento en su libro Óptica, que posteriormente se tradujo al árabe. En el siglo XI otro astrónomo y matemático, Abu Ali al-Hasan ibn al-Haitham, conocido como Alhazén, apuntó en su obra El tesoro de la óptica que debería ser posible utilizar bolas de cristal para aumentar el tamaño de los objetos. Este libro se tradujo al latín en 1240. Probablemente los monjes ingleses y alemanes fueron los primeros en trasladar esta teoría al terreno práctico al tallar una piedra de lectura convexa a partir de cristal de roca u otra clase de cristal denominada berilo. Al colocarse sobre un texto, el invento permitía leer de nuevo a los monjes con hipermetropía.
Durante el siglo XIII el diseño de las piedras de lectura experimentó algunos cambios. En primer lugar, la piedra se trabajaba hasta dejarla lisa. La lente resultante se insertaba en una montura con mango y, en lugar de colocarse directamente sobre el texto, se sostenía cerca del ojo. Las primeras gafas se fabricaron en Venecia, la capital del sector del vidrio, probablemente hacia 1285. Los dos mangos del artilugio se unían mediante un remache, mientras que las lentes se fabricaban de cristal (posteriormente, de vidrio) y la montura, de madera (posteriormente, también de cuerno). La montura se tallaba a partir de una única pieza de madera y presentaba dos pequeñas hendeduras para las lentes. Dichas hendeduras se unían mediante una cuerda o un pequeño remache de metal. Existían tres modelos de gafas de remache: con mangos curvos, con mangos rectos e incluso uno que contaba con dos perfiles de madera encolados en medio de los cuales se colocaban las lentes. En la Edad Media la mayor parte de la población era analfabeta, por lo que solo los eruditos y el clero recurrían a estos utensilios. Dado que las gafas de remache tendían a resbalarse de la nariz, se han encontrado algunas bajo los suelos de madera de los monasterios. Esta clase de gafas se utilizó durante unos 400 años.
Las gafas de remache pesaban mucho y, como hemos mencionado, resbalaban con facilidad. En el siglo XV apareció un nuevo tipo de gafas, conocidas como gafas de puente, que paulatinamente sustituyeron a las de remache. Estas estaban fabricadas de una sola pieza. Entre las dos lentes se colocaba un puente arqueado que permitía sujetar la montura a la nariz. Dicha montura podía ser de cuero, cuerno, hueso, madera, hierro, bronce, plata o hueso de ballena. El cuero era el material preferido puesto que, tras un tratamiento previo, era muy flexible y se sujetaba bien. Las ciudades de Venecia y Núremberg eran importantes centros de fabricación de gafas. La invención de la imprenta, producida hacia el año 1450, propició el acceso a los libros y otros materiales escritos de un número creciente de personas, lo que incrementó la demanda de estos utensilios. Los fabricantes de gafas crearon sindicatos en los centros comerciales destacados de Francia y Alemania, fenómeno que más tarde se extendería a Inglaterra y España. Estas entidades profesionales establecieron normas para regular su actividad. Antes del 1500 solo existían lentes para los afectados de hipermetropía, pero en esta época se inventaron otras apropiadas para miopes. Así, a partir de ese momento las personas con dificultades para ver de lejos también disfrutaron de la posibilidad de llevar gafas para corregir su visión.
Las gafas de puente representaron una mejora importante pero la búsqueda de nuevas formas de mantener las gafas en su sitio continuó a pesar de que algunas de las soluciones resultaban algo extrañas. Por ejemplo, durante el siglo XV se produjo la invención de las gafas de sombrero, que no eran más que gafas de remache o puente sujetas a un sombrero o a un gorro. En el siglo XVI aparecieron las gafas de frente, que presentaban una barra o mango curvado sujeta al puente y que se disponía verticalmente sobre la cabeza del usuario para, finalmente, sujetarse al pelo o a la peluca. Estos dos modelos solo resultaban interesantes para las personas que no tenían que descubrirse. Durante el mismo periodo, en la ciudad alemana de Regensburg aparecieron las gafas de cinta, que consistían en dos lentes integradas que se ataban a la cabeza mediante una correa o un cinturón. Las gafas de cordones eran mucho menos complejas: la montura presentaba dos pequeños agujeros y los cordones que se hacían pasar por estos se ataban por detrás de las orejas. Este tipo de gafas, que se puso de moda sobre todo en España, se utilizó entre los siglos XVI y XVIII. La última variación que se propuso durante el siglo XVI fueron unas gafas con un arco de metal al que se sujetaban las lentes. Lamentablemente, solo nos han llegado algunos ejemplos de estos inusuales modelos.
