3 июля 1936 года Совнарком Союза ССР утвердил постановлением № 1182 «Положение о Государственной автомобильной инспекции Главного управления рабоче-крестьянской милиции НКВД СССР» — в стране победившего социализма появилась Госавтоинспекция НКВД (сокращенно ГАИ). В качестве основных задач новой структуры были определены — борьба с аварийностью, разработка технических норм эксплуатации транспорта и его учёт, контроль подготовки и воспитания шофёров.
Необходимость в создании полицейской структуры, которая целиком занималась бы автомобильным транспортом назревала в стране с конца 20-х годов, по мере бурного развития этого транспорта. 5 ноября 1934 года СНК СССР принял решение «организовать при ЦУДорТрансе Государственную автомобильную инспекцию (ГАИ), имеющую свои органы в союзных и автономных республиках, краях и областях Союза, а также в районах со значительным количеством автомашин» в целях решительной борьбы с неправильным использованием и хищническим отношением к автомобильному транспорту во всех ведомствах и организациях СССР.
До создания ГАИ регулированием движения на дорогах занималась милиция, в составе которой был ОРУД — отдел регулирования уличного движения, в задачи которого входило лишь непосредственное регулирование движения. С момента официального образования ГАИ 3 июля 1936 года, ОРУД не прекратил свое существование и сохранялся как отдельное подразделение до 1950-х годов. До этого времени собственно регулировщики в состав ГАИ не входили. К 1940 году ГАИ систематизировала и свела в один документ Правила дорожного движения. Был разработан единый для всей страны образец водительского удостоверения, правила учёта и технического осмотра транспортных средств. На ГАИ возлагалась функция организации дорожного движения, обоснование установки знаков и нанесения разметки, контроль за техническим состоянием улиц и дорог.
В период Великой Отечественной войны сотрудники ГАИ были заняты, прежде всего, мобилизацией автотранспорта. Многие сотрудники ГАИ были призваны на военную службу. Учебно-ситуационный центр оперативного управления силами и средствами подразделений ГИБДД.
В конце 1960-х — начале 1970-х годов, с появлением новых, массовых моделей легковых автомобилей, в структуре ГАИ происходит выделение отдельных подразделений для: дорожно-патрульной службы, регистрации транспортных средств, техосмотра, организации движения, экзаменационных действий для приёма экзаменов у водителей. Основной функцией ГАИ по-прежнему декларируется борьба с аварийностью.
В 1998 году ГАИ была переименована в ГИБДД (Государственную инспекцию безопасности дорожного движения), что, по мнению инициаторов, точнее отражало суть деятельности инспекции, и позволило бы оставить в прошлом в целом негативное отношение населения к ней. Однако это название «не прижилось», и в 2002 году в Указ Президента РФ № 711 от 15 июня 1998 года были внесены изменения, согласно которым наименования ГИБДД и ГАИ стали равнозначными.
В 2011 году во время реформы МВД было предложено переименовать Госавтоинспекцию в дорожную полицию, однако предложение принято не было и ведомство сохранило своё наименование.