Vào thế kỷ 16, một lượng lớn than chì rắn, nguyên chất đã được phát hiện ở Borrowdale, Anh. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử được ghi lại, than chì rắn, chất lượng cao đã được tìm thấy. Khi các nhà luyện kim lần đầu tiên gặp chất này, họ nghĩ rằng đó là một loại chì đen, chứ không phải là một dạng carbon. Vì vậy, họ gọi nó là "plumbago", bắt nguồn từ "plumbum", tiếng Latinh có nghĩa là "chì".
Những que cứng bằng than chì chất lượng cao rất tốt để đánh dấu mọi thứ.
Mọi người không mất nhiều thời gian để nhận ra rằng những que cứng bằng than chì chất lượng cao rất tốt để đánh dấu mọi thứ. Vào thời điểm đó, chất mới được phát hiện này từ các mỏ ở Borrowdale trở nên vô cùng quý giá. Nhiều đến mức những người bảo vệ cuối cùng đã được bố trí ở lối vào mỏ và luật đã được thông qua để ngăn chặn mọi người ăn cắp than chì rắn. Ngoài ra, một khi đã khai thác đủ lượng than chì, bản thân mỏ sẽ bị ngập nước cho đến khi cần thêm than chì.
Tất nhiên, những thanh than chì nguyên chất khá giòn, vì vậy người ta bắt đầu nhúng chúng vào nhiều thứ khác nhau, chẳng hạn như những miếng gỗ rỗng và cũng chỉ đơn giản là quấn chặt trong da cừu. Do đó, bút chì chính thức ra đời với lõi là than chì rắn, lúc đó được gọi là chì đen. Truyền thống gọi những thanh than chì là “chì” vẫn tồn tại cho đến ngày nay.
Phương pháp có thể sử dụng bột than chì để làm bút chì đã được khám phá độc lập bởi cả người Pháp - Nicholas Jacques Conté vào năm 1795 và người Áo Joseph Hardtmuth vào khoảng năm 1790. Trong Chiến tranh Napoléon, Pháp không thể nhập khẩu bút chì từ Vương quốc Anh, nơi có nguồn cung cấp than chì rắn nguyên chất duy nhất trên thế giới. Nicholas Jacques Conté, một sĩ quan trong quân đội, đã phát hiện ra rằng nếu bạn trộn bột than chì với đất sét, thì bạn có thể tạo hỗn hợp này thành các que và nung chất này trong lò nung. Bạn cũng có thể thay đổi tỷ lệ đất sét/than chì để đạt được các mức độ cứng và đậm nhạt khác nhau. Đây ít nhiều chính xác là cách lõi bút chì được tạo ra cho đến ngày nay.
Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại bút chì khác nhau về màu sắc hay kiểu dáng thiết kế, độ đậm, nhạt của bút. Bút chì thường được chia thành 2 loại lớn là các loại bút chì màu đen dùng để viết hoặc vẽ và các loại bút chì màu.
Nguyên liệu dùng để làm ruột của bút chì màu chủ yếu là sự kết hợp của bột đá trơn, keo dính, dầu nến và phẩm màu... Vì được làm từ những nguyên liệu khác nhau nên màu sắc của chúng cũng khác nhau và công dụng của từng loại ruột bút cũng khác nhau. Do đã có một loại bút được gọi là bút chì, nên các loại bút khác nếu có hình thức giống bút chì cũng thường được gọi là bút chì.