Kurš tieši izgudroja teleskopu, ir nedaudz neskaidrs jautājums. Kopš vēstures vēstures cilvēki ir spēlējuši ar vienkāršām lēcām, kas izgatavotas no kalnu kristāla (kvarca), un šķiet, ka teleskopa pamatjēdziens tika atzīts 1230. gadā vai agrāk. 13. gadsimta beigās tika izgudrotas izliektās lēcas tālredzības koriģēšanai, savukārt ieliektās lēcas tuvredzībai 1451. gadā izgudroja Nikolajs no Kuzas. Tā kā pamata teleskops ir tikai izliekta un ieliekta objektīva kombinācija montāžas caurulē, pamata iespēja pastāvēja. Faktiski dažādi raksti no 16. gadsimta beigu Anglijas liecina, ka teleskopus, iespējams, ir izstrādājuši un izmantojuši vismaz daži cilvēki.
Tomēr tikai 1608. gadā Nīderlandē teleskopi pacēlās gaisā. Par teleskopa izgudrošanu tradicionāli pieder trīs cilvēki: Hanss Liperšijs un Zahariass Jansens, briļļu izgatavotāji, kas strādā kopā Midlburgas pilsētā, un Jēkabs Metiuss no Alkmāras. Drīz pēc tam teleskopus sāka ražot lielākā skaitā, un tie izplatījās visā Eiropā kā jaunums. Tādējādi 1608. gads ir oficiāli atzītais teleskopa izgudrošanas gads. Šie agrīnie teleskopi tikai palielināja tālos objektus apmēram trīs reizes.
Kad teleskopi vēl bija ārkārtīgi jauni, 1609. gadā drīzumā slavenais itāļu astronoms un fiziķis Galileo Galilejs, apmeklējot Venēcijas pilsētu, dzirdēja par teleskopa darbības pamatkoncepciju. Tiklīdz viņš atgriezās mājās Padujā, viņš nekavējoties uzcēla vienu, vienkārši ievietojot izliektu un ieliektu lēcu kopā caurulē. Viņš izveidoja uzlabotu versiju un parādīja to Venēcijas kungam Leonardo Donato, kurš bija ļoti pārsteigts. Pēc tam Galilejs tika nokārtots uz mūžu savā lektorijā, un viņa alga tika dubultota.
Galileo uzlaboja teleskopu, līdz tam bija trīsdesmit trīs diametru palielināšanas jauda. Pēc tam viņš izmantoja savu teleskopu, lai atklātu Jupitera pavadoņus, plankumus uz Saules, Veneras fāzes un Mēness pakalnus un ielejas. Šie atklājumi padarīja viņu slavenu līdz mūsdienām, un tāpēc šāda dizaina teleskopus joprojām sauc par Galilejas teleskopiem.
Otru galveno teleskopa veidu, atstarojošo teleskopu, 16. gadsimta vidū izgudroja angļu mērnieks Leonards Didžess, taču tas bija salīdzinoši nepraktisks un viņa laikā tā arī nekļuva plaši izplatīts. Tas tika atstāts Īzaka Ņūtona, izcilā fiziķa ziņā, kurš 1669. gadā uzbūvēja pirmo praktisko atstarojošo teleskopu.