När det första versionen av CMM-SW presenterades 1991, så var det en omedelbar framgång. CMM erbjöd ett strukturerat sätt att angripa processförbättring. Nästan omedelbart påbörjades arbete med att applicera CMMs principer på andra områden än mjukvaruutveckling. SEI arbetade på att ta fram CMM for Systems Engineering (CMM-SE) och CMM for Integrated Product Development (CMM-IPD). En modell snarlik CMM-SE utvecklades av Electronic Industries Alliance (EIA). Dessutom presenterades första utkastet av SPICE/ISO15504.

1996 började utvecklingen av CMM att växa med sådan hastighet att beställaren, det amerikanska försvarsdepartementet, beslutade sig för att konsolidera utvecklingen. De bad SEI att frysa utvecklingen av CMM-SW 2.0, och i stället påbörja arbetet på en bredare modell som inkuderade mer än bara mjukvaruutveckling. Därmed föddes Capability Maturity Model Integration.

I takt med att olika modeller utvecklades så ökade komplexiteten för organisationer som hade verksamhet i olika områden. En organisation som utvecklade både system och mjukvara behövde ta hänsyn till minst två olika modeller som i värsta fall kunde vara motsägelsefulla. När CMMI introducerades eliminerades sådana problem. De olika modellerna har integrerats vilket innebär att det har blivit enklare att driva ett förbättringsarbete som påverkar hela organisationen.

I CMMI erbjuds en organisation två olika representations, eller framställningar. Det innebär att CMMI kan introduceras olika beroende på affärsbehov och erfarenhet. I en staged framställning är processområdena organiserade i nivåer precis som i CMM-SW, och förbättringsarbetet fokuseras på en nivå i taget. I en continuous framställning kan organisationen prioritera vilka processområden som ska förbättras oberoende av nivåer.

CMMI täcker ett bredare område än summan av de modeller som integrerats. Dessutom har ett årtionde av erfarenhet av CMM gjort det möjligt att erbjuda mer djup i beskrivningen av de olika processområdena.

Ett av kraven vid utvecklingen av CMMI var att modellen måste vara kompatibel med ISO15504, den nyutvecklade standarden för processutvärdering. Flera personer i det team som skapade CMM och CMMI har varit med och skrivit ISO15504 specifikationen. Därför föreligger det ingen konflikt mellan CMMI och ISO15504. Organisationer kan använda sig av CMMI för sitt förbättringsarbete, och om ett behov uppstår av att utvärderas enligt ISO15504 så är arbetet i linje med standarden.

I den nuvarande versionen av CMMI har inte alla modeller integrerats. Istället valde man att skapa ett ramverk som var flexibelt nog att integrera framtida modeller om behov uppstår. Som exempel nämns en modell för utvärdering och förbättring av säkerhet inom en organisation.

I CMM används tre olika utvärderingsmetoder beroende på vad syftet med utvärderingen är. I CMMI har man konsoliderat till en metod som kan anpassas till den situation den används i.