NVIDIA חשפה את DLSS כתכונה מרכזית עם השקת כרטיסי GeForce RTX 20 מבוססי-ארכיטקטורת Turing בספטמבר 2018, אך הטכנולוגיה עצמה יצאה בפועל רק בפברואר 2019. הגרסה הראשונה דרשה אימון-ייעודי לכל משחק בנפרד על-גבי ענן-המחשבים של NVIDIA — תהליך יקר ואיטי שהגביל את מספר המשחקים התומכים. ב-DLSS 2.0 (אפריל 2020) עברה החברה לרשת-נוירונים כללית, שאומנה פעם אחת ומתאימה את עצמה לכל משחק בלי אימון נפרד — שדרוג שהפך את הטכנולוגיה לשימושית בהרבה יותר משחקים.
בספטמבר 2022 הוסיפה DLSS 3 יכולת "יצירת-פריימים" (Frame Generation) — המודל לא רק מגדיל רזולוציה, אלא גם ממציא פריים שלם חדש בין שני פריימים שעובדו בפועל, ומוגבל לכרטיסי-מסך מדור RTX 40 ואילך. גרסה 3.5 (ספטמבר 2023) הוסיפה "שחזור-קרניים" (Ray Reconstruction), ו-DLSS 4 (ינואר 2025) עבר למודל מבוסס-טרנספורמר והציג "יצירת-מולטי-פריים" (Multi Frame Generation) — עד שלושה פריימים מדומים לכל פריים אמיתי, בבלעדיות לכרטיסי RTX 50. גרסת DLSS 4.5, מינואר 2026, הרחיבה זאת ל"יצירת-פריימים-דינמית" (Dynamic Multi Frame Generation) שתומכת ביצירת עד פי-6 פריימים נוספים לכרטיסי RTX 50; גרסה 5 מתוכננת לסתיו 2026.
כל שדרוג ב-DLSS נעול לרוב לדור-חדש-יחסית של חומרה — מהלך שמעניק ל-NVIDIA תמריץ-שיווקי ברור לשדרוגי-מעבד-גרפי תכופים, ומבדיל אותה מהמתחרות: AMD מציעה את FSR, הטכנולוגיה המקבילה שלה, שגרסאות 1 עד 3 שלה פעלו גם על כרטיסי-מסך של יצרנים אחרים — כולל NVIDIA ואינטל — ולא רק על כרטיסי AMD; ואילו גרסת FSR 4 (2025) הגבילה את התמיכה לכרטיסי AMD מדור RDNA4 בלבד, צעד שמקרב אותה יותר לגישה הסגורה-לחומרה של DLSS. אינטל מצידה מציעה את XeSS. הפער ההיסטורי הזה בין גישה-סגורה-לחומרה-ספציפית לגישה-פתוחה-יותר-בין-יצרנים הוא נקודת-מחלוקת מרכזית בקרב שחקנים וכתבי-ביקורת-חומרה. עם זאת, NVIDIA ממשיכה לתמוך בגרסאות-קודמות יותר של DLSS גם על כרטיסים ישנים, כך שרוב בעלי-כרטיסי-RTX נהנים לפחות מרכיב הגדלת-הרזולוציה הבסיסי, גם אם לא מהתכונות המתקדמות ביותר.