二十世纪三十年代，无轨电车在世界范围内广泛应用，英国制造了双层无轨电车。四十年代，意大利生产了铰接式无轨电车。五十年代中期，世界上约有500个城市拥有无轨电车。六十年代，随着汽车的普及和燃油公共汽车进入竞争的发展，无轨电车与有轨电车在西欧部分国家及北美洲国家逐渐减少。七十年代初，由于能源短缺和汽车公害造成的严重社会问题，无轨电车重新受到部分国家和地区的重视。

在经历了发展的高潮和曲折之后，世界上有40多个国家使用无轨电车，300多个系统在运营。其中，拥有无轨电车最多的两个城市分别为俄罗斯圣彼得堡和白俄罗斯的明斯克；西欧则以瑞士拥有的无轨电车最多；中国有10个城市拥有无轨电车。

1914年11月，上海率先营运了无轨电车，成为中国最早运营无轨电车的城市。15日，14路由上海的英商电车公司最先在租界内营运开通，是中国第一条无轨电车线路，由郑家木桥（今延安东路福建中路）开往老闸桥。

1926年，汕头开通无轨电车，成为中国第二个运营无轨电车的城市。1926年8月，范其务鉴于汕头乃国际通商口岸，流动人口众多，而市区的主要交通工具只有人力车，因而议拟在市区营运无轨电车。出台了《承办无轨电车应守规则》和《投承汕头市无轨电车简章》，不久得以实施。

据当年各城市的政府公报资料显示，民国时期中国开通及计划开通无轨电车的城市有：上海（1914）、汕头（1926）、南京（1929）、广州（1937）。其中，上海和汕头均有实际开通，而南京和广州则似乎都停留在计划阶段而没有实施。中国广泛应用无轨电车的时间是新中国成立后的事。如五十年代运营的有沈阳、长春、哈尔滨、兰州、西安、北京、武汉；六十年代的有大连、广州、青岛、太原、杭州、吉林、南京、成都；而南昌、济南、郑州、洛阳、福州等城市，则是七十年代乃至八十年代后才开设。

相比有轨电车，无轨电车在北美及欧洲有部分发展。供电方面，整流站已广泛采用电子计算机自动监控；车辆动力方面，交流驱动技术逐渐取代了直流驱动技术；接触网方面，能够适应车辆高速行驶的高速接触网枢纽件也逐步替代了老式电磁式分、并线器。

在中国，20世纪80年代之后有部分城市开始逐渐以柴油为燃料的公共汽车取代无轨电车，而且因无轨电车的低灵活性而被某些城市舍弃（例如兰州），不过同时亦有不少地方政府基于环保等理由提出保留或更新发展现有的无轨电车系统，但国家层面更多的是给予电动客车政策上的扶持，而非针对无轨电车。出于此种原因，部分城市新购的双动源无轨电车被冠以“即充式纯电动客车”的新名称出现。

2023年3月10日上午11时38分，青岛市乃至全国交通系统最后一辆单源无轨电车正式退役。

2024年6月30日，广州两款无轨电车“电鲨”“电鹰”正式退役。

无轨电车素有“绿色公交”之称。其对公共汽车的主要优点为节能环保、舒适卫生；对轨道交通的主要优点为廉价、灵活。

缺少辅助动力源的普通无轨电车，只能根据预定的路线行驶，灵活性较差。在没有专用车道的情况下，发生接触网事故时，可能会因为车辆停驶造成交通拥堵。在规划投资及城市景观上，无轨电车需要整流变电站和接触网，前期投入比汽车要高，且占用城市空间、影响街道净空、线路调整复杂。与轨道交通相较，无轨电车一般没有独立路权，运营中易受到其他车辆和行人的影响，驾驶要求高。

世界上将无轨电车应用于BRT（无轨电车快速公交electrified bus rapid transit, eBRT）的国家共有如下：

另外，中国部分煤矿矿区，也采用了无轨电车作为通勤交通工具。