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1892年，德國機械工程師狄塞爾取得了在內燃機中使用壓縮點火的。他希望通過提高壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體產生的高溫來點火，不但省去點火裝置和汽化器，而且可以用比汽油便宜的柴油做燃料。狄塞爾經過5年的艱難實驗，終于在1897年制成了臺具有實用價值的高壓縮型自動點火內燃機，即壓燃式柴油機。它加長了燃燒過程前的壓縮過程，這是內燃機技術的第二次突破。

狄塞爾發動機能將35%的燃料潛能轉變成動力，而當時的汽油發動機卻只能將28%的燃料潛能轉變成動力。狄塞爾發動機的缺點是重量大，噪聲大，燃燒重油時排出大量的廢氣非常令人討厭。

狄塞爾在有生之年只看到他的發動機的巨大成功的開端。他的發動機被用來為載重汽車，公共汽車，出租汽車，小船，發電站和鐵路機車提供動力。狄塞爾1913年在經濟上陷入了絕境，從在英吉利海峽航行的一艘輪船上跳海。

柴油機在1914年以前發展緩慢，1914~1918年次世界大戰期間，迫于戰爭的需要才開始大量生產柴油機。但柴油機的廣泛應用是在1950年左右。在此之前，噴油泵的不完善，嚴重限制和影響了柴油機的使用。

（圖）1913年，發明家狄塞爾跳海了。

柴油機在1898年被首先用于固定式動力上。1902年開始用于商船動力，1904年裝在了艦艇上。1912年臺柴油機車研制成功。1920年左右應用于汽車及農業機械。1932年德國制成容托航空柴油機，1936年至1939年負有盛名的容克式航空柴油機制成。

早期的柴油機均系四沖程，1899年德國工程師雨果·古爾德納成功地制造出了二沖程發動機，它可以把采用相同氣缸的四沖程柴油機的功率提高60%~80%。但古爾德納卻以埃克哈特的名義申請他的二沖程柴油機的，并讓奧格斯堡機械廠來生產這種柴油機。到1936年美國通用汽車公司使用的小功率柴油機都采用了二沖程型式。二沖程柴油機結構簡單，價廉。但它的燃油及潤滑油耗量較高，冷卻較難，耐用性較差。