1949年12月、トヨタ自動車は終戦後の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、初代社長に電装品部門工場長の林虎雄を据えて日本電装を設立した。資本金は1500万円ながらラジエータ部門から引き継いだ累積赤字1.4億円を借入金として継承したため、自己資本比率は5%という低水準の財務状態で発足した。豊田社長は林に「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」と釘を刺したうえで社名に「トヨタ」を冠することを許さず、万一の倒産時にトヨタ本体のブランドに傷がつかないようリスク遮断を徹底した。不採算部門を切り離して身軽になる親会社の論理が濃厚に滲む独立だった。

設立3か月後の1950年3月には資金繰りが行き詰まり、従業員約1400名のうち473名を解雇する再建案を発表して労使対立に直面した。残留者にも10%の賃金カットを実施し、「一番早く潰れる」という市場の評判に対し岩月取締役が「日本電装は潰れるか」という論文を書いて火消しに走るほど追い込まれた。同年6月の朝鮮戦争勃発が転機となり、軍用車両需要の急増でトヨタからの発注が膨らんで生産が活況を呈し、1951年には新鋭工作機械の輸入に1.6億円を投じる余力まで生まれた。外部要因に救われる形だが、デンソーはここで最初の生存ゲームを勝ち抜いて自動車部品メーカーとしての足がかりを得た。

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、ボシュに株式10%を割り当てた上で配当連動型ロイヤリティーを支払う対価としてボシュの特許使用権と技術の全面公開を獲得した。1956年の『ダイヤモンド』は提携直後の品質対応を「作り上げた製品をドイツに送り検査を受ける。不備の箇所を指摘して送り返されてくる。作り直してまた送る。また、送り返される。かくすること3回もあってようやく合格する」（ダイヤモンド 1956/10/9）と記録している。この提携を起点に1954年のカーヒーター、1955年の噴射ポンプ、1956年のスパークプラグ、1957年のカーエアコンとわずか4年で電装品以外の新製品領域へ参入し、電装品専業の零細企業から総合自動車部品メーカーへ脱皮する基盤を得た。

ボシュから取り込んだ品質管理ノウハウは製品領域の拡充と並ぶ重要な成果となり、1956年には品質管理室を新設して「良い品、低コスト」の社内標語を制定した。全社を挙げた品質改善と費用節減が積み上がり、1961年には機械工業領域で国内初のデミング賞を受賞して技術移転を受ける立場から自ら品質を設計できる立場へと進化する。『ダイヤモンド』は1967年時点の評価を「ここ3〜4年のうちには『日本のデンソー』から『世界のデンソー』への飛躍がなされるであろう」（ダイヤモンド 1967/9/18）と記した。ボシュは2012年の全株売却で資本関係を解消するまで約60年間デンソー株式を保有し続け、株式10%と配当連動ロイヤリティーという対価設計の合理性を結果として示した。

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」という三つの方針を全社の成長戦略として掲げた。販売面では電装品で日立製作所系との結びつきが強い日産自動車など、従来トヨタ系取引の外側にあった自動車メーカーへの営業攻勢を本格化する。海外ではトヨタのケンタッキー工場の稼働に合わせて北米での現地生産を開始した。1985年の『日経ビジネス』は「日本電装がエレクトロニクス、海外、エアコンを3本柱に『1兆円企業計画』の実現に向けて快走している」「一見、エレクトロニクス、海外といった華やかな部門が収益をあげているようにみえるが、現実には売り上げの4割弱を占める冷暖房機器部門が利益の大半の利益を稼ぎ出している」（日経ビジネス 1985/1/21）と指摘している。

しかしデンソーのエレクトロニクス進出に対してトヨタは警戒を強め、1989年には広瀬工場を新設して車載ICの内製化に踏み切った。1988年の『日経産業新聞』は「トヨタ内部には『日本電装などとの価格交渉が進めにくい』（トヨタ首脳）という不満があった。日本電装が巨大になりすぎたことに対するイラ立ちもつのっていた」（日経産業新聞 1988/8/6）と報じ、親会社と部品メーカーの間で事業領域をめぐる緊張が表面化した瞬間を記録した。2020年にトヨタは広瀬工場をデンソーに譲渡し、電子部品事業を集約する当初方針を自ら修正する。1兆円計画で掲げた三方針のうち海外進出とエレクトロニクスは概ね達成されたが、トヨタ依存の脱却だけは売上比率約50%のまま40年を経ても未達の構造的課題として残った。

1960年代以降、デンソーは刈谷本社工場の拡張余地が尽きたため、隣接する西三河地区に製作所を順次開設した。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需要に応じる供給網を築いた。1980年度にはカーエアコンを含む冷暖房機器の売上高が2024億円に達し、電装品を上回って全社最大の製品群へと成長した。1979年12月の『日経ビジネス』には「自動車を上回る成長商品であるカーエアコンを持っている」「カーエアコンの伸びは車の販売台数の伸びにプラスアルファの伸びとなっている。だから逆に言えば、カーエアコンの装着率の伸びの分だけ、トヨタ自工より電装の成長力が高くでも当然」（日経ビジネス 1979/12/3）と書かれた。

海外展開では1985年に北米現地法人を設立したのを皮切りに、1993年にはメキシコでの現地生産にも着手して北米自動車産業への供給を本格化した。1996年には社名を「日本電装」から「デンソー」に変更してグローバルブランドを統一し、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するなど地域別の管理拠点を整備した。1993年の『日経産業新聞』は業績の踊り場を「色あせる『超優良』岐路に立つ日本電装」（日経産業新聞 1993/12/20）と見出しで突き付けた。2020年代の時点でも売上の約50%をトヨタ自動車向けが占める構造は変化しておらず、1兆円計画の理念である「トヨタ依存の脱却」は目指すべき方向性として生き残りつつ、40年以上にわたり引き継がれた経営課題として残る。

EV化への危機感のもと、デンソーは2017年に長期経営ビジョン2030を策定し、内燃機関向け製品への新規投資を抑制する方針を発表した。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領域へ経営資源を重点配分し、内燃機関の効率改善で培った半導体・パワーエレクトロニクスの資産を電動化時代の競争力へ転換する道筋を描く。同じ2017年には富士通テンを205億円で買収してカーナビ・カーオーディオのソフトウェア技術を取り込み、電子制御ユニットと車載情報機器を一体化した自動運転関連の研究開発体制を強化した。2016年には自動運転時代の競争軸が、加工やコストダウンの技術だけでなく、ソフトウェアやサービスを含むプラットフォームの提供力へ移っていると指摘する見方が業界紙でも示され、車載部品メーカーの戦線が再定義される転機が訪れた。

デンソー流マルチパスウェイと呼ばれる開発思想のもとで、インバータやモータージェネレータの設計・製造を共通化し、EVには大電流化してパワー半導体を組み込み、HEVには昇圧機能を組み込むなど、機能の抜き差しで各種パワートレインに対応できる生産体制を整えた。有馬浩二社長は当時の社内に向けて、変われなければ破綻するという強い危機感を発信している。EV販売の減速感が目立ち始めた後もHEV需要の増加で1台あたりのセット単価が上昇する追い風が生まれ、短期変動を吸収しつつ中長期の電動化シフトを進める構えが整う。親会社であるトヨタ自動車の全方位戦略と軌を一にする技術投資の方向性が、デンソーの事業構造と一体化して深く埋め込まれた時期にあたる。

2019年、デンソー製燃料ポンプの不具合でトヨタ自動車が国内で322万台のリコールを届け出る事態が発生し、グローバルサプライヤーとしての品質管理体制に業界全体から厳しい問いが突き付けられた。燃料ポンプ自体の単価は2000円程度だったのに対し、交換を伴うリコール費用は1個あたり6万円にもおよび、2021年3月末時点で製品保証引当金として累計2148億円を計上する重い打撃となった。「品質のデンソー」という戦後以来の自己定義が揺らいでいる事実を経営陣自ら認めざるを得ず、原点に立ち返って信頼を回復する必要が全社で共有された、戦後最大級の品質危機だった。

トヨタグループ内では2023年末から2024年初頭にかけてダイハツ工業や豊田自動織機の認証不正問題が連鎖的に表面化し、デンソーにおいても出荷停止の影響で2024年3月期第4四半期に約190億円の売上影響が計上された。経営陣はトヨタグループビジョンを「極めて厳粛に受け止める」と公に表明し、品質管理の仕組み化と「意識」「知識」「風土」の三軸に沿った全社的な立て直しを繰り返し強調した。トヨタ自動車が進める電動化の成否がデンソー業績を直接左右する戦後以来の基本構造は変わらず、親会社との一体性が強みであると同時に制約でもあり続けることが、品質問題という別の角度から浮き彫りになった。