Les ancêtres de l'Auxois remontent au Moyen Âge. À cette époque, la Bourgogne produit un petit cheval robuste et endurant, connu sous le nom de « Bourguignon ». Ce n'est pas encore un cheval de trait lourd, mais un animal polyvalent utilisé aussi bien pour le transport des voyageurs que pour les besoins de la cavalerie légère. Sa rusticité est déjà sa principale qualité.

Avec la révolution agricole du XIXe siècle, les besoins changent. Les agriculteurs bourguignons ont besoin de chevaux plus massifs pour tirer les nouvelles charrues dans les terres fortes.

Le Percheron et le Boulonnais sont d'abord utilisés pour apporter de la taille.

Cependant, le véritable tournant historique survient avec l'introduction du sang Ardennais et Trait du Nord. Ces apports massifs à la fin du XIXe siècle fixent définitivement la morphologie de l'Auxois : un cheval plus près de terre, extrêmement musclé et doté d'une puissance de traction hors du commun.

Le début du XXe siècle marque l'âge d'or de la race. Les éleveurs s'organisent pour protéger l'identité de leur cheval face à l'omniprésence du Percheron. En 1913, le Stud-Book (registre généalogique) du Cheval de Trait Auxois est officiellement ouvert à Dijon.

Dès lors, la race est reconnue comme une entité propre, bien que génétiquement très proche de l'Ardennais. Elle se distingue par son format plus grand, favorisé par la richesse des pâturages de la Côte-d'Or, du sud de l'Yonne et du nord de la Nièvre.

Jusqu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'Auxois est le roi des plaines céréalières et des exploitations forestières de Bourgogne. Cependant, l'arrivée massive du tracteur dans les années 1950 porte un coup terrible à l'élevage.

Contrairement à d'autres races qui tentent de se reconvertir dans le sport, l'Auxois, trop lourd, voit ses effectifs s'effondrer. Dans les années 1970, la race ne doit sa survie qu'au marché de la viande, une période sombre mais nécessaire pour éviter l'extinction totale de la lignée génétique.

À partir des années 1990, un changement de regard s'opère. L'Auxois n'est plus seulement perçu comme un outil ou un produit, mais comme un élément du patrimoine culturel bourguignon.

Le Syndicat du Cheval de Trait Auxois, basé à Créancey, multiplie les efforts pour valoriser la race dans de nouveaux secteurs. En 2000, l'Auxois retrouve ses lettres de noblesse grâce au retour de la traction animale dans des domaines spécifiques comme la viticulture de prestige et le travail communal.