Alle heute lebenden Vollblutpferde gehen zurück auf drei gegen Ende des 17. und zu Beginn des 18. Jahrhunderts aus dem mittleren Osten nach England importierten Stammväter und eine zwischen 15 und 70 schwankende Anzahl von in England heimischen Gründerstuten, darunter gewiss auch eine kleine Zahl orientalischer Stuten. Ursprünglich waren es einmal rund 100 arabische Hengste, die zur Zucht eingesetzt wurden, erhalten haben sich aber nur die Linien des Darley Arabian, des Byerley Turk und des Godolphin Arabian. 

Allen drei gemeinsam ist, dass ihre Linie nur über jeweils einen einzigen Enkel (Matchem, Herold) bzw. im Falle des Darley Arabian über dessen Ur-Ur-Enkel, den berühmten Eclipse fortgeführt wurde. Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass sich 95 Prozent aller Vollblüter heute auf den Darley Arabian zurückführen lassen. Dem entspricht, dass unter den 20 besten Pferden in der Weltrangliste für das Jahr 2014 nur ein einziger direkter Nachkomme des Byerley Turk zu finden ist (Cirrus des Aigles) und keines des Gdodolphin Arabian. Das alles gilt aber nur für die direkte männliche Linie. 

Verfolgt man alle Linien auf der väterlichen wie auf der mütterlichen Seite, so findet man in den Stammbäumen des modernen Vollblüters noch 27 oder 28 Gründerväter aus dem 17. und 18. Jahrhundert, den Godolphin Arabian (13,8 %) sogar deutlich häufiger als den Darley Arabian (6,5 %) und den Byerley Turk (3,3 %).

Was die direkte mütterlichge Linie angeht, so hat derVollblut-Familienforscher Bruce Lowe Ende des 19. Jahrhunderts 50 „Familien“ identifiziert, spätere Forscher erhöhten diese Zahl auf bis zu 74. Neuere DNA-Analysen legen indes nahe, dass viele der von Lowe und seinen Nachfolgern als Stammmütter bezeichneten Stuten wohl doch noch gemeinsame Vorfahren haben und im modernen Vollblüter nicht mehr als 15 unterschiedliche direkte mütterliche Linien mehr zu finden sind.

Seit 1727 wurden sämtliche Rennergebnisse in England in einem jährliche erscheinenden Rennkalender zusammengefasst. Das erste Gestütsbuch mit dem Verzeichnis aller Mutterstuten erschein bei der Firma James Weatherbys im Jahr 1793. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Gestütbuch „geschlossen“, nur noch die dort bereits eingetragenen 102 Hengste und 130 wurden einander zugeführt. Somit ist dieses Gestütbuch die „Urzelle“ des Vollbluts und es diente lange Zeit auch als Definition für die Rasse Vollblut: Vollblut war nur, was sich lückenlos auf Ahnen zurückzuführen ließ, die bereits in diesem Gestütbuch eingetragen waren. 

Dies jedenfalls wurde 1913 vom tonangebenden Englischen Jockey im sogenannten „Jersey Act“ beschlossen, vor allem, um die um die nicht als angenehm empfundene und stark gewordene Konkurrenz aus Amerika fernzuhalten. Aber nachdem kurz nach Ende des Zweiten Weltkrieges viele große Rennen in England von Pferden gewonnen wurden, die wegen dieser Bestimmung weltweit nicht in Gestütbücher aufgenommen werden durften, sah man sich zu einer Lockerung veranlasst. Seitdem gilt die – immer noch strenge – Regelung, wonach ein Pferd nur in ein Gestütbuch für Vollblüter aufgenommen werden darf, wenn es mindestens acht Generationen und wenigstens seit 100 Jahren „reines Blut“ aufweist und sich in seiner Verwandschaft ausreichende Leistungen feststellen lassen, durch die das Vertrauen in die Reinblütigkeit bestätigt wird. 

Das alles heißt allerdings nicht, dass nur Vollblüter für Pferderennen zugelassen sind. Auch nicht anerkannte Vollblüter, meist als Halbblüter bezeichnet, dürfen – nachdem sie in hier besonders geschaffene Listen eingetragen wurden – an fast allen Rennen teilnehmen. Erfolgreich sind diese Pferde aber meist nur in sportlich weniger bedeutenden Rennen.

Zur Ermittlung der besten Rennpferde hatte sich gegen Ende des 18. Jahrhunderts in England auch ein spezielles Rennsystem entwickelt. Die zweijährigen Pferde wurden zunächst nur unter sich geprüft, das galt auch für die Dreijährigen in den ersten Monaten des Jahres. Erst im Frühsommer kam es zu Begegnungen der Dreijährigen mit älteren Pferden, wobei die Dreijährigen gegenüber der älteren Konkurrenz wegen der noch nicht abgeschlossenen körperlichen Entwicklung eine Gewichtserlaubnis von wenigen Kilos in Anspruch nehmen konnten. Die wichtigsten Prüfungen waren dabei im Frühjahr die 1000 und die 2000 Guineas über 1600m, im Sommer das Derby und die Oaks über 2400 Meter und im Herbst das St. Leger über 2800 Meter, wobei die 1000 Guineas und die Oaks Stuten vorbehalten waren. 

Dieses System verfolgte den Zweck, sowohl den „Speed“ (also die Schnelligkeit) als auch die Ausdauer (das Stehvermögen) der Pferde zu testen. Das ideale Zuchtziel war daher der „speedbegabte Steher“, der nach Möglichkeit alle drei Rennen über die verschiedenen Distanzen (also 2000 Guineas, Derby und St. Leger) und damit die „Dreifache Krone“ gewinnt. Dies ist in England bisher 15 Pfeden gelungen, seit 1935 jedoch nur zweimal, zuletzt 1970 dem Hengst Nijinsky. Varianten dieser klassischen Rennen wurden von vielen anderen Ländern übernommen, in ihrer ursprünglichen Form haben sie sich jedoch nur in England erhalten. In Deutschland ist es nur dem Hengst Königsstuhl im Jahr 1979 gelungen, die dreifache Krone zu gewinnen.

Von England aus verbreitete sich das Vollblutpferd über die gesamte Welt. Zuerst nach Amerika, das bereits 1730 die ersten Vollblüter importierte. Ende des 18. Jahrhunderts sah man erste Vollblüter in Australien, zu Beginn des 19. Jahrhunderts verbreitete sich das Vollblut dann auch in Frankreich und Deutschland, wenig später in Italien. Die ersten deutschen Rennen fanden im August 1822 in Bad Doberan in Mecklenburg statt. 

Die in der Welt führenden Nationen in der Vollblutzucht sind weiterhin England, dazu Irland, Frankreich, die USA, Australien, Neuseeland und Japan, aber auch Deutschland, Südafrika, Argentinien und Brasilien. Die deutsche Vollblutzucht, die bis in die neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts nur gelegentlich wahrgenommen wurde, hat seitdem eine enorme Qualitätsentwicklung durchgemacht. 

Obwohl in Deutschland nur mit etwa 1500 Stuten gezüchtet wird (gegenüber 37.000 in den USA, 21.000 in Australien und 11.500 in Irland) haben es in Deutschland gezogene Vollblüter als harte und vor allem mit viel Stehvermögen begabte Pferde weltweit zu hohem Ansehen gebracht.