1949年12月、トヨタ自動車は経営危機に伴う事業再編の一環として電装品部門を分離し、日本電装（現デンソー）を設立した。初代社長の林虎雄に対してトヨタの豊田社長は「この借金は電装にやったんじゃない。貸したんだから忘れるな」と釘を刺し、社名に「トヨタ」を冠することも禁じた。設立時の自己資本比率はわずか5%であり、ラジエータ部門から引き継いだ1.4億円の負債が重くのしかかった。

設立3か月後の1950年3月には経営が行き詰まり、従業員約1400名のうち473名を解雇する再建案を発表した。「一番早く潰れる」という評判が立ち、取締役の岩月氏が「日本電装は潰れるか」という論文を執筆して火消しに走るほどであった。しかし1950年6月の朝鮮戦争勃発が転機となり、軍用車両の需要増でトヨタからの発注が急増して業績が好転した。

1953年5月、デンソーはドイツのロバート・ボシュ社と業務資本提携を締結した。ボシュに株式10%を割り当て、配当連動型のロイヤリティーを支払う対価で、ボシュの特許使用権と技術の全面公開を獲得した。この提携を起点に1954年にカーヒーター、1955年に噴射ポンプ、1956年にスパークプラグ、1957年にカーエアコンと、わずか4年で電装品以外の新製品への参入を矢継ぎ早に進めた。

ボシュの品質管理ノウハウの導入も並行して進み、1956年に品質管理室を設置し「良い品、低コスト」を社内標語に制定した。1961年には機械工業領域で初となるデミング賞を受賞し、品質管理能力が国内トップレベルに達したことを示した。ボシュは約60年にわたりデンソー株式を保有し続け、2012年に全株売却で資本関係を解消した。

1982年、デンソーは売上高1兆円計画を策定し、「トヨタ以外の顧客開拓」「海外進出」「エレクトロニクス分野」の3方針を掲げた。日産自動車など従来は日立製作所系の電装品を使用していたメーカーへの営業を拡大し、北米ではトヨタのケンタッキー工場に合わせて現地生産を開始した。エレクトロニクス分野では大規模投資を決定し、自動車の電子制御化の潮流を捉える体制を整えた。

ただしトヨタはデンソーのエレクトロニクス進出に警戒感を示し、1989年に自社で広瀬工場（IC製造拠点）を新設してデンソーへの依存回避を図った。親会社と部品メーカーの間で事業領域をめぐる緊張が生じたが、2020年にトヨタは広瀬工場をデンソーに譲渡し、当初の方針を修正することになる。

1960年代以降、デンソーは本社工場の拡張限界に対応して西三河地区に製作所を展開した。1965年に池田工場、1969年に安城製作所、1970年に西尾製作所、1974年に高棚製作所と、愛知県内に量産拠点を新設してカーエアコンや電装品の増産に対応した。1980年度にはカーエアコンを含む冷暖房機器が売上高2024億円に達し、電装品を上回る全社最大の製品群となった。

海外展開では1985年に北米現地法人を設立し、1993年にはメキシコでの現地生産にも着手した。1996年に社名を「デンソー」に変更してグローバルブランドの統一を図り、2003年に中国統括会社、2007年にアジア統括会社をタイに設立した。ただし2020年代においても売上の約50%をトヨタ自動車向けが占めており、1兆円計画で掲げたトヨタ依存の脱却は40年を経ても未達のままである。

自動車のEV化という潮流に対して危機感を抱いたデンソーは、2017年に長期経営ビジョン2030を策定した。内燃機関への投資を抑制し、インバータ・モータージェネレーター・電池電源など電駆動分野への重点投資を決定した。2017年には富士通テンを205億円で買収し、カーナビ・カーオーディオのソフトウェア技術を取り込んで自動運転関連の研究開発を強化した。

一方、2019年には燃料ポンプのリコール問題が発生し、トヨタ自動車が国内322万台のリコールを届出した。燃料ポンプの単価は2000円であったが、リコール費用は1個あたり6万円に及び、2021年3月末時点で製品保証引当金2148億円を計上した。グローバルサプライヤーとしての品質管理の課題が改めて問われた局面であった。トヨタの電動化の成否がデンソーの業績を左右する構造は変わっておらず、親会社との一体性が強みにも制約にもなる構図が続いている。