De oudste documentatie over vossenvuur dateert van 382 v. Chr. van Aristoteles, die in zijn aantekeningen melding maakt van een licht dat, in tegenstelling tot vuur, koud aanvoelde. De Romeinse denker Plinius de Oudere maakte ook melding van gloeiend hout in olijfgaarden.
Vossenvuur werd gebruikt om de naalden op de barometer en het kompas van de Turtle, een vroege onderzeeër, te verlichten. Algemeen wordt aangenomen dat Benjamin Franklin dit heeft voorgesteld; lezing van de correspondentie van Benjamin Gale toont echter aan dat Benjamin Franklin alleen werd geraadpleegd voor alternatieve vormen van verlichting wanneer de koude temperaturen het vossenvuur inactief maakten.
Na nog veel meer literaire verwijzingen naar vossenvuur door vroege wetenschappers en natuurkenners, werd de oorzaak ervan in 1823 ontdekt. De gloed van houten steunbalken in mijnen werd onderzocht, en men ontdekte dat de luminescentie afkomstig was van schimmelgroei.
Het “vos” in vossenvuur kan zijn afgeleid van het Oudfranse woord faux, dat “vals” betekent, en niet zozeer van de naam van het dier. De associatie van vossen met dergelijke vuren is echter wijdverbreid, en komt ook voor in de Japanse folklore.