1904年、森村組は対米輸出用の陶磁器生産のため愛知県鷹羽村に日本陶器合名会社（現ノリタケ）を設立した。翌1905年、アメリカ視察から戻った芝浦製作所（現東芝）電気部主任の岸敬二郎が、特別高圧碍子の製造研究を勧めた。日本陶器はこの助言に従って研究に着手し、1907年には芝浦製作所に15kV用碍子を初納入する。以後、日本の電気事業の興隆とともに碍子需要が急増し、1919年5月、碍子部門を独立させる形で資本金200万円の日本碍子株式会社が名古屋に設立された。

創業時の主力商品は特別高圧碍子と碍管類で、顧客は電力会社だった。1920年代にはアメリカ製のハロップ式トンネル窯と1000kV級高圧試験装置を導入、東京・大阪・福岡・仙台・札幌に出張所を開設し、アメリカ・カナダ・インドへも社員を派遣して販路を開拓した。1922年には磁器製耐酸機器の製造も開始し、化学工業の勃興に合わせて事業を広げた。同じ森村組系の日本陶器が食器、日本ガイシが産業セラミックスという役割分担が、固まっていった。

1936年10月、同社は点火プラグ部門を資本金100万円の日本特殊陶業株式会社として分離独立させた。自動車・航空機用プラグの軍需増に応えるための切り出しで、森村グループの産業セラミックス系統がさらに分岐した形である。1942年には愛知県半田市に知多工場を建設、主に耐酸機器の研磨・組立工場とした。太平洋戦争下では資材不足で電力会社の送電線建設が停滞し、同社は軍需用通信碍子・耐酸機器メーカーとして1944年に軍需会社の指定を受けたが、生産継続には多大な困難を伴った。

戦後、同社は1948年以降インド・アメリカ・オーストラリア・スウェーデンなどから碍子を受注して輸出を再開した。1949年5月には東京・名古屋・大阪の各証券取引所に株式を上場、戦後復興期の資金基盤を整えた。1950年の朝鮮戦争勃発以降、電源開発への大量の財政資金投入で国内外の碍子需要が急増し、1957年に熱田工場、1962年に小牧工場を新設して一連の増産・試験設備の拡充を図った。当期の成長原動力は、戦後日本の電力インフラ投資そのものだった。

1964年から発足した第1次長期経営計画で、同社は売上構成を碍子6・非碍子製品4まで高めるという6：4構想を発表した。熱田・小牧両工場の完成で碍子生産は世界的規模の第一人者の基盤が確立できたとの認識に立ち、本業の碍子に依拠しつつ周辺分野の多角化に成長の方向を求める宣言だった。具体的な候補は、磁器製散気板から始まった上下水処理装置、耐酸機器から広がる化学工業機器、1958年に工業生産に成功していたベリリウム銅などの金属部門だった。

1962年には米レオポルド社から急速濾過用集水装置の技術導入を受け、上下水処理・汚泥処理装置のプラントメーカーへ参入した。1963年には環境装置類の販売を開始している。碍子という一製品で世界一になった会社が、次の成長源を複数の分野に分散させる戦略を明示した点で、この構想は以後60年間の事業展開の枠組みを決めた。セラミック技術を碍子に閉じ込めず、用途を横展開していく思考様式が、このとき組織に埋め込まれた。

1965年、同社は500kV変電所用碍子一体製管を開発、翌66年以降は500kV大容量送電線用の高強度懸垂碍子をシリーズ化した。日本の超々高圧送電時代に対応する基幹製品で、国内電力会社向け需要の柱となった。同じ1965年、北米での碍子拡販のためNGKアメリカ（現NGK-LOCKE）を設立、1968年にはNGKカナダ、1976年にはドイツにNGKヨーロッパを設立した。1973年には米GE社と合弁でボルティモアにロックアイソレーターズを作り、碍子の現地生産を開始、1977年にはベルギーの碍子メーカーを買収してNGK-BAUDOURとした。

「NGK」は日本碍子のアルファベット頭文字で、商標として定着するにつれて海外現地法人の統一ブランドとなった。国内で作って輸出するのではなく、各市場の現地で作って売る体制を1970年代に敷いた点が、後の事業基盤を決めた。ベルギー拠点は後に自動車排ガス浄化用セラミックスの欧州供給拠点となり、碍子のために作った拠点がセラミック総合企業の版図の基礎となった。

1970年、米国で大気浄化法（マスキー法）が成立し、自動車の排ガス規制が強まった。同社はセラミックス製ハニカム（ハチの巣）担体の開発に着手、1976年にフォード社への納入を成功させた。同年から自動車用セラミックス製品の製造販売を正式に事業化し、以後この分野は同社の収益の柱へと育った。1985年にはベルギーに自動車用セラミックス製品製造会社NGK CERAMICS EUROPE、1988年には米国にNGK CERAMICS USA、1996年にはインドネシア、2001年には中国蘇州、2003年にはポーランド、2008年にはメキシコと、自動車生産地に沿って製造拠点を連続的に設けた。

自動車向けセラミックス事業の拡大は、1964年の6：4構想が想定した「非碍子製品」の中心的な成功例となった。碍子は電力会社が顧客の B2B ビジネスで数量が電力インフラ投資に連動するのに対し、自動車セラミックスは世界の自動車生産台数に連動するため、グローバルな需要成長を直接取り込めた。1986年に社名表記を漢字「日本碍子」から片仮名「日本ガイシ」に変更し、海外のNGKブランドとの一体感を訴求した背景には、すでに事業実態が碍子専業から離れていた事情がある。

同社は1958年に工業生産に成功していたベリリウム銅事業を、1986年に米国NGK METALS設立で現地生産化した。2002年には電力貯蔵用NAS電池（ナトリウム/硫黄電池）を世界に先駆けて事業化し、再生可能エネルギー時代の長時間蓄電用途を狙った。同年には米半導体製造装置用モジュール製造会社FM INDUSTRIESに資本参加、後のデジタルソサエティ事業の出発点となった。2008年3月期には売上高3648億円、営業利益693億円という当時のピーク水準に達している。

しかし2009年3月期はリーマンショック後の需要急減で売上2732億円（前年比▲25％）、営業利益328億円に落ち込んだ。さらに2011年9月、三菱マテリアル筑波製作所で同社製NAS電池の火災事故が発生、国内外の出荷停止と事故対応費用で2012年3月期には特別損失654億円を計上し、親会社株主に帰属する当期純損失356億円に転落した。世界初の実用化製品だったNAS電池が、事業化から約10年目で信頼回復の長期戦に追い込まれた局面である。

2013年6月、加藤太郎から大島卓へ社長交代があった。NAS電池事故後の事業立て直しと、同時に進む自動車セラミックス・半導体装置向け製品の成長を両にらみで運営する局面である。2015年1月には新日鐵住金から日鉄住金エレクトロデバイスの全株式を取得して完全子会社化（後のNGKエレクトロデバイス）、半導体セラミックパッケージ事業を取り込んだ。並行してタイNGK CERAMICS、2017年にポーランド第2工場、2019年には中国蘇州第2工場と、自動車セラミックスの世界生産網をさらに拡張している。

業績は2014年3月期売上3086億円・営業利益442億円から2015年3月期3786億円・615億円、2016年3月期4357億円・808億円と急回復した。為替円安と自動車生産回復、半導体装置向け製品の需要拡大が重なった。2018年3月期には売上4511億円・営業利益700億円に達し、碍子以外のセラミック事業が全社収益を牽引する構造へ転じた。森村グループの1919年創業から約100年で、事業構成は創業時の想定から離れた場所にあった。

2019年1月、エヌジーケイ・セラミックデバイスの多治見工場が操業開始した。半導体製造装置用製品（SPE）の製造拠点で、この頃から同社は半導体装置向けセラミックス部材を事業転換の中核に据えていく。2020年3月期は売上4420億円・営業利益550億円、2022年3月期は売上5104億円・営業利益835億円、2023年3月期は売上5592億円まで伸びた。2021年4月、大島から小林茂に社長交代が行われ、同月に「NGKグループビジョン Road to 2050」を発表する。

ビジョンはカーボンニュートラル（CN）とデジタル社会（DS）への進化を2本柱に据え、2025年度の業績目標として売上6000億円・営業利益900億円・純利益600億円・ROE10％・EPS200円を掲げた。併せて2030年度の新事業売上1000億円を目指す「NV1000」構想も公表し、DAC（Direct Air Capture）、サブナノセラミック膜、グリーンエナジー、次世代複合ウエハー、ハイセラムキャリアを商品候補として並べた。碍子の名を冠した会社が、「セラミック技術」を抽象化した会社への自己定義変更を明文化した局面である。

2024年3月期、売上高は為替円安効果で5789億円と過去最高を更新したが、営業利益664億円（前期比▲1％）、当期純利益406億円（同▲26％）と利益は減少した。中国スマホ低迷継続で業績悪化したセラミックパッケージ事業等で減損損失を計上したことが純利益を押し下げた。デジタルソサエティ事業は半導体市場悪化を受けた半導体メーカーの投資抑制で減収減益、エンバイロメント事業は自動車生産回復で増収増益という対照的な動きだった。

同社の事業構造は、エンバイロメント（自動車排ガス浄化ハニカム等）・デジタルソサエティ（半導体装置用・電子部品）・エネルギー＆インダストリー（碍子・NAS電池）の3本柱で、それぞれが独立した市況サイクルを持つ。1つのセグメントが落ちても他がカバーする分散効果が働く一方、3本すべてを同時に伸ばすのは難しい構造にある。NGKグループビジョンの2025年度営業利益900億円目標は、2024年3月期時点で達成が厳しい水準に後退し始めていた。