植民地化以前の時代とドイツ領カメルーン(〜1916年)。ヨーロッパ人到来以前のカメルーン地域には、バムン、バミレケ、フラニといった数十の民族集団と伝統的王国が存在し、それぞれが独自の王朝紋章を有していました。1884年、ドイツ帝国はドゥアラで地元首長たちと条約を結び、「カメルーン保護領」を宣言します。この地には黒・白・赤の横三色からなるドイツ帝国旗が掲げられました。カメルーン独自の紋章を備えた植民地旗が公式に採用されることはありませんでしたが、1914年には象を描いたデザイン案が検討されており、第一次世界大戦勃発のため実現に至りませんでした。
フランスと英国の委任統治(1916〜1960年)。第一次世界大戦でドイツが敗北すると、1916年にカメルーンはフランスと英国の間で分割されました。国際連盟の委任統治、続いて国際連合の信託統治の下、領土の約80%がフランス(Cameroun français)に、残りが英国に渡り、英国側は隣接するナイジェリア植民地と並行して北部・南部カメルーンとして統治されました。この時期、フランス領にはフランス三色旗が、英国領にはユニオンジャックとナイジェリア植民地行政の旗が掲揚されていました。
自治と最初の国旗(1957年)。1957年10月29日、フランス領カメルーンは内政自治権を獲得し、最初の国旗を採用しました — シンボルを伴わない、緑・赤・黄の縦三色旗です。デザインは初代首相アンドレ=マリー・ムビダと議会によって提案されました。汎アフリカ色の選択は政治的宣言であり、若い国家を広範なアフリカ解放運動の流れに位置づけるものでした。
カメルーン共和国の独立(1960年)。1960年1月1日、フランス領カメルーンはアマドゥ・アヒジョ大統領の下で「カメルーン共和国」として独立しました。1957年の旗はそのまま使用されました。アフリカ史上、自治期の旗が無修正のまま独立国家の旗として継承された数少ない事例の一つです。

カメルーン連邦共和国(1961〜1975年)。1961年10月1日、英領南カメルーンでの住民投票の結果、同地域はカメルーン共和国と統合し「カメルーン連邦共和国」を形成しました。一方、英領北カメルーンはナイジェリアへの編入を選択しました。緑の縞の旗竿側上隅には、連邦を構成する二つの州 — 東カメルーン(旧フランス領)と西カメルーン(旧英領南カメルーン)を象徴する黄色い五芒星が二つ追加されました。同国史上、国旗が複数の象徴を有した唯一の時期です。
連合共和国と現在の国旗(1975年)。1972年5月20日、アヒジョ大統領は連邦制を廃止し国家を単一国家「カメルーン連合共和国」へ再編する国民投票を実施しました。1975年5月20日に新しい国旗が正式に採用され、緑の縞の上にあった二つの星は赤の中央にある一つの大きな星に置き換えられ、それ以来、国民統合を象徴しています。三色構成の基本配置は変更されませんでした。1984年、ポール・ビヤ大統領は国名を単純な「カメルーン共和国」へと改称しましたが、旗はそのまま維持されました。
現在。カメルーンの国旗は1975年以来一度も変更されていません。単一国家が宣言された日付である5月20日は、国旗が中心的役割を果たす国民の祝日となりました。実際の独立は1960年1月1日に達成されましたが、この日はしばしば「独立記念日」と誤解されています。