Razvoj ultra-natančnih obdelovalnih strojev je pomemben predpogoj za razvoj ultra-natančne obdelave. V zadnjih letih so razvite države uspešno razvile vrsto naprednih ultra-natančnih obdelovalnih strojev. Smer razvoja ultra-natančnih obdelovalnih strojev je nadaljnje izboljšanje natančnosti ultra-natančnih obdelovalnih strojev, razvoj obsežnih ultra-natančnih obdelovalnih strojev ter razvoj večnamenskih in visoko učinkovitih ultra-natančnih obdelovalnih strojev.
Združene države, Velika Britanija, Nemčija in druge države so začele proizvajati ultra precizna strojna orodja v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja (Japonska v osemdesetih letih) in jih lahko dobavljajo v serijah. Kar zadeva obsežna ultra precizna obdelovalna orodja, je Nacionalni laboratorij LLL v Združenih državah leta 1986 uspešno razvil dve obsežni ultra precizni diamantni stružnici: ena je horizontalna diamantna stružnica DTM-3 s premerom obdelave 2,1 m, drugi pa ima premer obdelave 1,65 m. Vertikalna velika optična diamantna stružnica LODTM. Med njimi je navpična velika optična diamantna stružnica LODTM priznana kot ultra-natančno strojno orodje z najvišjo natančnostjo na svetu. Združene države so pozneje razvile obsežen 6-osni natančni brusilni stroj CNC za natančno brušenje velikih optičnih ogledal.
Britanski Cranfield Precision Machining Center je leta 1991 uspešno razvil OAGM-2500 večnamenski trikoordinatni CNC brusilni stroj (površina mize 2500 mm × 2500 mm), ki lahko obdeluje (brusi, struži) in meri natančne površine prostih oblik. Strojno orodje uporablja metodo spajanja obdelovancev in lahko obdeluje tudi velika zrcala s premerom 7,5 m v astronomskih teleskopih.
Japonska večfunkcijska in visoko učinkovita ultraprecizna strojna orodja za posebne namene so se hitro razvila, kar je imelo dobro vlogo pri spodbujanju razvoja japonske mikroelektronike in industrije gospodinjskih aparatov.