中國對美直接投資開局於中美建交，加速於中國自身的改革開放。兩國建交爲中國對美直接投資提供了政治前提和基礎。在上世紀80年代，中國對美直接投資以國有企業爲主，一些敢於「試水」的民營企業（比如萬向）已經開始對美國汽配市場進行投資。在整個上世紀80-90年代，中國對美投資都在低位徘徊，投資呈現零星式分佈，個別年份投資的具體金額甚至處於統計的盲區。當然在早期的投資中，由於「制度距離」以及「政商關係」的差異，美國對中國國有資本的投資是保持警惕的，中美兩國在制度與安全上的摩擦已經開始顯現。2000年中國政府正式提出「走出去」，給予中企對美直接投資國家宏觀政策上的支持。
而真正使得中國對美直接投資出現「質」和「量」提升的時間節點是2008年美國的金融危機。由於金融危機，美國國內一系列重要資產出現貶值，中美投資市場的對接出現了歷史性的機遇。歐巴馬政府對中國對美直接投資總體上實行了較爲寬鬆的政策，在其執政下，中美進行了多輪次的BIT談判，雙方力圖以協商的方式構建共有的規範。中企投資在2016年實現了超越400億美元的流量峯值。中資覆蓋了美國絕大多數州和州內選區，成爲美國民衆的「新鄰居」（new neighbors）。中美雙向直接投資在這一時期達到歷史最佳水準。當然，過快過猛的投資使得兩國政府均介入到中企投資這一進程。美國主要是維護國家安全，重點關注中國在半導體等「高技術」以及「軍民兩用技術」領域的投資安全審查。而中國政府的主要目的是防範金融風險，管控槓桿風險，同時改善中企投資的形象。
川普執政後在貿易和投資兩個方面同時對中國實行了空前嚴格的限制，中美BIT談判陷入停滯。兩國政府在雙向投資領域中對彼此所實施的投資限制（亦稱「安全例外」）明確表露出不滿。中美雙向投資關係呈現出「現實主義」的特徵。儘管受到嚴格限制，但中國在美直接投資依然保持流動，年投資流量從2017年開始梯次性下滑，並在2020年降至歷史性低位。由於疫情以及美國經濟走弱，目前看，中國對美直接投資依然沒有出現回暖的跡象。