Les premières attestations du terme vacherin remontent au 15ème siècle. Le Glossaire des patois de la Suisse romande livre même, grâce à ses fiches manuscrites non encore publiées, une mention du terme vacherin datant de 1380 ; mais celle-ci provient des Archives communales de Lausanne. Dans le canton de Fribourg, une sentence arbitrale datant de 1420 condamne le prieur de Broc à offrir douze vacherins du comté de Gruyère au prieur de Lutry. On trouve d'autres mentions de vacherins dans divers comptes de trésorerie ou actes judiciaires au cours du 15ème siècle ; ces mentions sont présentées dans l’article d’Auguste Chardonnens « Le vacherin fribourgeois » (1934). Sébastien Julan, dans son article « Le Vacherin à l’ombre du grand frère » (1999) précise par ailleurs : "D’autres documents, en particulier en 1566, 1689, 1745 et 1759, font état d'étrennes, de présents ou de paiements en nature, autrement dit en vacherins." On ne sait toutefois pas quelle réalité recouvrait précisément le terme vacherin ; l’historien Nicolas Morard est ainsi d’avis qu’il devait s’agir d’un fromage à la crème, ou d’un fromage proche de son cousin du Mont d’Or.  

C'est au 19ème  siècle que le vacherin, pas encore qualifié de fribourgeois, connaît son véritable essor. Celui-ci intervient à la faveur du développement des fromageries de village dans les Préalpes puis en plaine, phénomène mis en lumière par l’historien du fromage Alfred Roth en de nombreuses régions de Suisse. L’aire de fabrication de ce fromage s'étend ainsi peu à peu, de même que les quantités produites. Cet essor sera temporairement stoppé lors de la Première guerre mondiale : la production de denrées comme le Vacherin est interdite, afin d’éviter les pénuries en produits de base comme le beurre. Cette péripétie donne lieu à un véritable tollé ; une chanson composée pour l’occasion exprime le désarroi local. Celle-ci montre au passage que la fondue au Vacherin est déjà bien implantée dans le canton de Fribourg. L’article d’Auguste Chardonnens, édité en 1934, donne de précieuses indications sur le Vacherin de cette époque. Il apparaît tout d’abord que le Vacherin, bien que fabriqué en grandes quantités dans des fromageries artisanales ou à l’alpage, est encore aussi un fromage domestique, de petite taille, confectionné dans certaines fermes. Fromage qualifié de pâte molle, il se présente alors sous deux espèces : un Vacherin « pour la main » (c’est-à-dire consommé tel quel, en coupant un morceau directement dans la meule), coulant lorsqu’il arrive à maturité ; et un Vacherin destiné à la fondue, plus ferme. Le Vacherin d’alors est entouré de sangles en écorce d’épicéa ; de fait, s’il est coulant, cela s’explique aisément. Chardonnens livre enfin un détail essentiel : mûrissant depuis l’extérieur, ce fromage devient mou sous la croûte tout d’abord, alors que le centre reste ferme. Aujourd’hui encore, certains amateurs estiment qu’un vrai Vacherin « traditionnel » se reconnaît à une croûte plissée, un « noyau » de consistance différente des bords et une amertume marquée en bouche. Les fromages présentant toutes ces caractéristiques sont toutefois devenus très rares. 

Dans les années 1950, la production et la consommation de Vacherin fribourgeois s’accroissent notablement. Au cours des années 1960, la production s’étend peu à peu à l'année entière, bien que la saisonnalité soit encore marquée. C'est également à cette époque que la fondue devient un mets réellement populaire dans toute la Suisse. Ces deux éléments sont d'ailleurs étroitement liés. Le Vacherin fribourgeois fondant à basse température, il donne une fondue particulièrement onctueuse et digeste, ce qui fait son succès. Les détaillants en fromage et les grandes surfaces commencent à proposer la fameuse fondue "moitié-moitié", composée de Gruyère et de Vacherin fribourgeois en parts égales. 

Deux autres changements majeurs surviennent dans la fabrication du Vacherin fribourgeois au cours de la seconde moitié du 20ème siècle. Le cerclage est abandonné, vraisemblablement pour des raisons économiques. L'autre changement est l'apparition de Vacherin fribourgeois élaboré à base de lait pasteurisé, consécutif à l’industrialisation des processus de production dans certains ateliers de grande taille. Ce dernier changement a induit une modification marquée des caractéristiques organoleptiques de ce fromage, l’aptitude à la fonte devenant sa qualité première. Le Vacherin fribourgeois sous son espèce coulante a aujourd’hui disparu ; subsiste un fromage à pâte mi-dure. La moitié des volumes provient d’une entreprise industrielle, où le lait est pasteurisé. Le reste provient de fromageries artisanales et des alpages ; dans ces ateliers, le lait est en général thermisé, la fabrication au lait cru étant désormais résiduelle.