בדצמבר 1891, דוקטור ג'יימס נייסמית', קנדי במקור, הדריך צעירים להיות מורים לספורט ברשת ימק"א (YMCA, ארגון צעירי הנוצרים), בספרינגפילד, מסצ'וסטס שבארה"ב. נייסמית' חיפש משחק לחודשי החורף הקר והמושלג בו לא יכולים היו הסטודנטים לשחק פוטבול או כדורגל בחוץ. הוא חיפש משחק שיהיה אפשר לשחק באולם, על מגרש קטן יחסית למגרשי הפוטבול והכדורגל, וניסה משחקים ורעיונות שונים ומשונים, ביניהם כדורגל באולם, לקרוס ועוד.

יום אחד הגיע לאולם הספורט עם רעיון חדש, להמצאה שלו הוא קרא Basket Ball (כדור סל, ולא Basketball או כדורסל במלה אחת כפי שהשתרש עם השנים). נייסמית' תלה שני ארגזי אפרסקים משני עברי המגרש, בגובה 3.05 מטר, ועל הלוח תלה רשימה ובה 13 חוקים. בניגוד לסלים המודרניים לארגזים הייתה תחתית כך שהיה צורך להוציא את הכדור מן הארגז לאחר כל סל. במשחק השתמשו בכדורגל.

1. הכדור יכול להיזרק לכל כיוון, עם יד אחת או שתיים.
2. הכדור יכול להיחבט לכל כיוון עם יד אחת או שתיים, אך לא עם אגרוף.
3. לשחקן אסור לרוץ עם הכדור. על השחקן לזרוק או למסור את הכדור מן הנקודה בה תפס את הכדור. שחקן שתופס את הכדור בתנועה ומנסה לעצור יקבל "הנחה".
4. חובה לתפוס את הכדור בעזרת הידיים. אין להשתמש בזרועות או בגוף כדי להחזיק את הכדור.
5. אין לתפוס, לדחוף, להכשיל או לתקל שחקן יריב. הפרה ראשונה של חוק זה תחשב עבירה. לאחר עבירה שנייה השחקן יפסל ויצא מן המשחק עד שיקלע סל, או עד סוף המשחק, אם ניסה לפצוע שחקן יריב, ללא אפשרות לחילוף.
6. עבירה היא לאגרף את הכדור, הפרה של חוק 3, 4 וכשתואר בחוק 5.
7. אם קבוצה מבצעת שלוש עבירות רצופות, זה יחשב כסל לקבוצה היריבה (הכוונה בעבירות רצופות, שביניהן הקבוצה היריבה לא ביצעה עבירה).
8. סל יחשב כאשר הכדור נחבט או נזרק מן הקרקע לתוך הסל ונשאר שם, בתנאי שהמגנים לא נוגעים בסל. אם הכדור עומד על קצה הסל ושחקן מגן מזיז את הסל, הסל יחשב.
9. כשהכדור יוצא מן המגרש, הוא ייזרק חזרה לתוך המגרש ע"י השחקן הראשון שנוגע בו. במקרה של אי הסכמה, הבורר יזרוק את הכדור ישירות למגרש. לשחקן שמכניס את הכדור יש את הזכות להחזיק את הכדור ללא הפרעה במשך 5 שניות, אם הוא מחזיק בכדור במשך יותר מ-5 שניות, הכדור יעבור לקבוצה היריבה. אם קבוצה ממשיכה לעקב את המשחק, הבורר ישרוק עבירה נגד קבוצה זו.
10. הבורר ישפוט את השחקנים ועליו לרשום את העבירות ולהודיע לשופט כאשר מתבצעות שלוש עבירות רצופות. יש לו את הסמכות לפסול שחקנים לפי חוק 5.
11. השופט ישפוט את הכדור ויחליט מתי הכדור במשחק, בתוך המגרש, לאיזה קבוצה הכדור שייך, ויהיה אחראי על זמן המשחק. הוא יחליט מתי נקלע סל ויספור את הסלים, יחד עם תפקידים אחרים שבדרך כלל מבוצעים ע"י שופט.
12. משך המשחק הוא שתי מחציות בנות 15 דקות, עם מנוחה של 5 דקות ביניהן.
13. הקבוצה שקלעה את מספר הסלים הגדול יותר בזמן זה תקבע כמנצחת. במקרה של שיוויון המשחק יכול להמשך, בהסכמת הקפטנים, עד שיקלע סל.

יומנים כתובים בכתב ידו של נייסמית' התגלו באביב 2006 ע"י נכדתו. בין הממצאים התגלו רשימת החוקים המקורית של המשחק בכתב ידו של נייסמית', תיאור מפורט על איך המציא את הכדורסל, תיאור של המשחק הראשון אי פעם, תמונות של קבוצת הכדורסל הראשונה, המשרוקית בה השתמש באותו משחק, דרכונו של נייסמית' אתו נסע למשחקים האולימפיים בברלין ב-1936 (אז הפך הכדורסל לספורט אולימפי) ועוד.

נייסמית' מספר ביומניו שהרעיון למשחק הכדורסל הגיע ממשחק שנהג לשחק בתור ילד שנקרא "Duck on a Rock", ניסיונות לפגוע עם אבנים באבן, "ברווז", שעומדת על סלע גדול או על ענף עץ ולהפילה. משחק זה היווה את ההשראה למשחק הכדורסל.

נייסמית' הגיע יום אחד מתוח ועצבני לאולם הספורט בחשש שהרעיון החדש לא יתפוס. "צפיתי בחרדה בתלמידים שנכנסו ותהיתי מה תהיה גישתם כשהם יראו את המשחק החדש", כתב נייסמית' ביומנו, "הרגשתי שזהו רגע מכריע בחיי, האם התלמידים ייאמצו את המשחק הזה, זה היה חשוב לי". התגובות של התלמידים, לפי יומניו של נייסמית', היו מעורבות. "התלמיד הראשון שנכנס, בחור דרומי בשם פרנק מאהאן, הסתכל על הסלים ועל רשימת החוקים ונאנח "עוד משחק חדש של מר נייסמית'".

נייסמית' היה צריך לצבע מספר שינויים כדי שהמשחק החדש "יתפוס". הוא כותב כי היה צריך להוסיף לוח מאחורי הסל, משום שהתלמידים היו עולים למרפסת ו"מיירטים" זריקות של חברי הקבוצה השנייה. כמו כן, לקח לו הרבה זמן להשריש שאסור לתקל שחקן עם כדור. אבל בסופו של דבר המשחק התפשט, הרבה בזכות אותם תלמידים של מר נייסמית' שהפכו למורים במרכזי ימק"א בכל רחבי ארה"ב. הם הפיצו את הבשורה למרחוק - גם אם בתווך החוקים מעט השתנו - והמשחק הפך לפופולארי.

משחק הכדורסל הראשון התקיים באולם הספורט של הימק"א ב-20 בינואר 1892, עם תשעה שחקנים, על מגרש שגודלו כחצי בלבד מגודלו של מגרש הכדורסל המודרני. השם כדור סל (Basket Ball) שאחד מתלמידיו של נייסמית' הציע לו, היה פופולארי מן ההתחלה.

תומכיו הראשונים של המשחק נשלחו להפיץ את המשחק במרכזי ימק"א ברחבי ארה"ב, ובמהרה המשחק התפשט בארה"ב וקנדה. הימק"א היה אחראי לפיתוח הראשוני של המשחק והפצתו, אך בתוך עשור הארגון נטש את הספורט החדש מכיוון שמשחק קשוח וקהל קולני התחילו לגרוע ולהניע את המשחק מן המטרה הראשונית של ימק"א. בכל זאת, קולג'ים, מועדוני ספורט חובבניים ומקצועיים, התחילו למלא את החלל. בשנים שלפני מלחמת העולם הראשונה, "איחוד האתלטים החובבניים" (Amateur Athletic Union) "ואיגוד האתלטים הבין-קולג'י" (Intercollegiate Athletic Association, חלוצי ה-NCAA) התחרו ביניהם על שליטה על חוקי המשחק.

הכדורסל המשיך להתפתח בקולג'ים בארה"ב. נייסמית' עצמו הגיע לקמפוס של מכללת קנזס בלורנס כדי לשמש כמאמן הקבוצה הצעירה של המכללה, רק 7 שנים אחרי שהמציא את המשחק. נייסמית' אימן את מכללת קנזס במשך תשע שנים, ועד היום הוא עדיין המאמן היחיד בהיסטוריה של המכללה שסיים את קריירת האימון שלו במאזן שלילי.

כדורסל שוחק במקור עם כדורגל. הכדור הראשון שהוכן ספציפית לכדורסל היה חום, רק ב-1950 אדם בשם טוני הינקל, חיפש כדור שיהיה נראה לעין בצורה טובה יותר הכניס לראשונה את הכדור הכתום, שנמצא בשימוש עד היום. הכדרור, הקפצת הכדור בזמן תנועה, לא היה חלק מן המשחק המקורי, להוציא ממסירת ההקפצה. מסירת הכדור הייתה האמצעי העיקרי להנעת הכדור. כדרור התווסף לבסוף למשחק אך היה מוגבל עקב צורתו הלא סימטרית של הכדורים המוקדמים. כדרור הפך לחלק מרכזי במשחק רק בשנות ה-50 כששופרה צורתו של הכדור.

כדורסל נכלל לראשונה במשחקים האולימפיים באולימפיאדת ברלין 1936. רק אז, שלוש שנים לפני מותו, כאשר הוזמן למשחקים האולימפיים בברלין, הבין נייסמית' שה"משחק הקטן" שלו מתדפק על שערי הנצח.