On peut rapprocher les machines VLIW aux processeurs microprogrammés horizontalement, très en vogue dans les années 1960 - 1970 à travers les mainframes IBM 360 et 370 par exemple.
La première machine utilisant cette architecture a été produite par la société Multiflow entre les années 1984 à 1985. Malheureusement seules quelques centaines de machines ont été vendues, et la concurrence des processeurs RISC tua le concept à ce moment-là. Le modèle 7/300 possède des instructions de 256 bits, soit 8 groupes de 32 bits.
Cydrome connu le même sort avec son modèle Cydra-5, à mots de 256 bits codant 6 opcodes de 40 bits.
Plus récemment divers microprocesseurs utilisent les concepts du VLIW, comme le TriMedia de Philips, le Crusoe de Transmeta (128 bits), et même l'Itanium, du fondeur Intel (en fait il s'agit d'une architecture spéciale car les mots machines renseignent le compilateur sur les dépendances inter-instructions, et permettent de procéder à une exécution out-of-order). Les études menées lors de la conception de ces machines ont tout de même laissé un héritage non négligeable dans le domaine de la compilation.