NFSv1 只在SUN公司内部用作实验目的。开发团队在NFSv1的基础上做了重大改进之后将其对外发布，版本NFSv2由此产生。[2]
NFSv2
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NFSv2最初在SunOS 2.0上面实现，1985年发布[3]。
参与NFSv2设计实现的人包括罗素·桑德柏格（Russel Sandberg）、鲍伯·里昂（Bob Lyon）、比尔·乔伊、史提夫·克莱曼（Steve Kleiman）等。[1][4]
NFSv2 的定义RFC 1094，于1989年3月发布。
NFSv2 最初只是基于 UDP。设计者旨在保持伺服器端是无状态的，而将“锁”等机制的实现独立于核心协议之外。[1]这是一个关键决定，它使服务器从故障恢复变得简单：当一个服务器变得不可用时，所有的网络客户端冻结，但一旦服务器恢复，每一个尝试重传的状态都包含在每个RPC里面，这是由客户端存根发起的。这样的设计决策允许UNIX应用程序可以忽视服务器端的问题。
虚拟档案系统接口很容易模块化地实现一个简单的协议。在1986年2月，诸多操作系统实现了对NFSv2的支持，例如 System V release 2、DOS，以及使用Eunice（英语：Eunice (software)）的VAX/VMS。[4]
由于 32-bit 的限制，NFSv2 只允读写文件起始2G大小的内容。
NFSv3
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Version 3（RFC 1813，1995年6月）添加如下功能：
支持 64 bit 文件大小和偏移量，即突破 2GB 文件大小的限制；
支持服务端的异步写操作，提升写入性能；
在许多响应报文中额外增加文件属性，避免用到这些属性时重新获取；
增加 READDIRPLUS 调用，用于在遍历目录时获取文件描述符和文件属性；
其他改进。
在NFSv2发布后不久，NFSv3协议提案就在Sun Microsystems内部被提出，其主要目的是解决NFSv2进行同步写操作的性能问题[5]。1992年7月的实现版本已经解决了NFSv2的许多不足之处，但是大文件支持（64位元文件大小和偏移量）这一紧迫的问题还没有解决。这成为迪吉多公司的一个痛点，他们当时推出64位版本的Ultrix，以支持其新推出的64位RISC处理器Alpha 21064。在引入NFSv3时厂商们正在越来越多的支持TCP作为传输层协议。当时有些厂商已经在NFS version 2支持TCP做为传输层，Sun Microsystems 在发布NFSv3时也增加了将TCP作为传输层的支持。使用TCP做传输层使得NFS跨越 WAN 成为可能，并且可以突破 UDP 传输大小8K的限制，使用更大的读写数据单元。
NFSv4
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NFSv4协议（RFC 3010，2000年12月；更新版 RFC 3530，2003年4月），借鉴了AFS（Andrew File System）和SMB/CIFS（Server Message Block）的特性，主要做了如下改进：性能提升，强制安全策略，引入有状态的协议。[6]从NFSv4开始，协议的实现/开发工作不再是由SUN公司主导开发，而是改为由网际网路工程任务组（IETF）开发。
NFSv4.1
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NFSv4.1（RFC 5661，2010年1月）旨在为并行访问可横向扩展的集群服务（pNFS扩展）提供协议支持。
NFSv4.2
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NFSv4.2 于2016年发布。
其他扩展
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WebNFS，一个NFSv2 v3的扩展，使得用户可以方便的通过网页浏览器与NFS服务端交互，且不受防火墙限制。在2007年，SUN公司开源了WebNFS客户端的实现[7]
各种NFS相关的外挂／捆绑协议：
字节区间建议锁网路锁定管理（Network Lock Manager，缩写 NLM）协议（支持 UNIX System V 文件锁定 APIs）。
远程配额记录（RQUOTAD）协议；使NFS用户可以查看服务端数据存储配额。
NFS over RDMA 是NFS对远端直接记忆体存取（RDMA）协议的适配[8][9]，就是将默认的传输层协议TCP替换为RDMA。