「測量光速」實際上是測量光的群速度（真空中沒有色散，光波的群速度和相速度相等）。幾百年來，人們進行了各種嘗試，以求獲得最精確的光速。
第一個試圖測量光色的是伽利略，1667 年，他與助手在兩座相距 7.5km 的山頂上，每人攜帶一盞燈，兩人約定，其中第一人先打開燈罩，同時開始計時，第二人看見燈光後，立刻打開燈罩，第一人看見燈光後，再計時。這樣的測量自然以失敗而告終。
1676 年，丹麥天文學家奧勒·羅默（Ole Rømer）採用天文觀測的方法，通過測量木星的一顆衛星被木星遮擋的時間與軌道的關係測量光速。他注意到，連續兩次衛星蝕相隔的時間存在差異，當地球背離木星運動時，要比地球迎向木星運動時要長一些，這一現象本身就說明光傳播速度是有限的。這個研究對木星及其衛星的觀察持續了整整一年。羅默通過觀察衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速，由於當時只知道地球軌道半徑的近似值，故測得光速為 215000km/s，儘管與實際光速相差很遠，但這是人類第一次完成的有效光速測量。後來人們用照相法升級了羅默測量法，測得光速為（299840±60）km/s。
英國天文學家布拉德雷(James Bradley，1693－1762)發現了恆星的「光行差」現象。他注意到，在地球上觀察恆星時，恆星的視位置在不斷地變化，一年內，所有恆星似乎都在天頂上繞著長半軸相等的橢圓運行一周，布拉德雷認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地球時需要一定時間，而在此時間內，地球已因公轉而發生了位置變化。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要 493s，由此，1726 年，他測得光速為 301000km/s。這個數據與實際光速比較接近。
1834 年，Charles Wheatstone；1838 年，Francis Arago 分別用旋轉反射鏡測得光速為 402336km/s。
1849 年，法國物理學家斐佐（Armand Hippolyte Louis Fizeau，1819－1896）首次在實驗室中實現光速測量。他採用的是齒輪法，在實驗中斐佐用的是720齒的齒輪，光往復反射一次的路程為 13.74km，當齒輪轉速為 12.67R/s時，測出光速為 315000km/s。
1862 年，法國物理學家傅科（Jean Bernard Léon Foucault，1819－1868）用旋轉反射鏡測量光速值為（298000±500）km/s。此外傅科還利用這套旋轉反射鏡裝置，首次測出了光在介質（水）中的速度低於光的真空速度。
1868 年，James Clerk Maxwell 根據當時對一些物理量的測量，理論計算光速值為284000km/s。
1875 年，Marie-Alfred Cornu 旋轉稜鏡法測值為 299990km/s。
1879 年，Albert Michelson 旋轉稜鏡法測值為 299910km/s。
1888 年，Heinrich Rudolf Hertz 電磁波測量為 300000km/s。
1889 年，Edward Bennett Rosa 介電常數、磁導率的測量，光速為 300000km/s。
1890 年，Henry Rowland 光譜測量 301800km/s。
1907 年，Edward Bennett Rosa Noah Dorsey 介電常數、磁導率的測量，光速為 299788km/s。
1923 年，Andre Mercier 介電常數、磁導率的測量，光速為 299795km/s。
1926 年，波蘭裔美國藉物理學家阿爾伯特·邁克耳孫（Albert Michelson，1852－1931）改進了斐索和傅科的裝置，採用旋轉八面鏡的方法，很大地提高了測量準確度，測量值為 299798km/s。
1928 年，德國卡婁拉斯（August Karolus,1893-1972）和米太斯塔德（Otto Mittelstaedt）提出用「克爾盒法」測定光速，得到 299778km/s（1941 年，安德孫也用此法測得光速值為（299776±6）km/s，1951 年貝格斯格蘭又重複此法測值為（299793.1±0.3）km/s）。
1933 年，Michelson , Pease 用旋轉反射鏡（幹涉儀）測得值為（299774±2）km/s。
1947 年，Louis Essen 空腔諧振法測值為 299792±1km/s。
1949 年，Carl I. Aslakson 利用近程導航雷達測值為 299792.4km/s。
1951 年，Keith Davy Froome 射頻幹涉儀，測值為 299792.75km/s。
1973 年，埃文森（Kenneth M. Evenson）利用雷射測得光速精確值為(299792.4574±0.0011）km/s。
1978 年，Peter Woods 研究組利用雷射測值為(299792.4588±0.0002）km/s。
1980 年，Baird 研究組用穩頻雷射器測值為(299792.4581±0.0019）km/s。
1983 年第 17 屆國際計量大會通過決議，用光素作為長度基準，1m 的定義是光在真空中經過 1/299792.458s 所傳播的距離。