באולימפיאדת אתונה (1896) נערכו חמש תחרויות קליעה. שתיים מהן לא נערכו עוד בהמשך - ירי באקדח צבאי ל-25 מטר וירי ברובה צבאי ל-200 מטר. שלוש התחרויות הנותרות היו ירי ברובה חופשי ל-300 מטר בשלושה מצבים, ירי באקדח חופשי ל-30 מטר וירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר. האלוף האולימפי הראשון בהיסטוריה היה היווניפנטליס קרסוודאס, שניצח במקצה הירי ברובה צבאי ל-200 מטר.
באולימפיאדת פריז (1900) עלה מספר התחרויות ל-9. בדומה לאתונה נערכו תחרויות ירי ברובה חופשי ל-300 מטר בשלושה מצבים וירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר. טווח הירי במקצה האקדח החופשי הועלה מ-30 ל-50 מטר, וכן נוספו מקצי ירי ל-300 מטר ברובה חופשי במצבי עמידה, כריעה ושכיבה, ירי ביונים ותחרויות קבוצתיות ברובה חופשי ובאקדח חופשי.
הענף לא נכלל באולימפיאדת סנט לואיס (1904), והוא הוחזר לתוכנית האולימפית באולימפיאדת לונדון (1908), אז נערכו 15 תחרויות: ארבעה מקצים ברובה בקוטר קטן (מטרה קבועה, מטרה נעלמת, מטרה נעה ותחרות קבוצתית), שלושה מקצים ברובה חופשי (30 מטר בשלושה מצבים, 1,000 יארד ו-300 מטר קבוצתי), שלושה מקצים של ירי במטרה דמוית אייל נע (כדור אחד, שני כדורים ותחרות קבוצתית), שני מקצים של ירי באקדח (אישי וקבוצתי), שני מקצים של ירי בצלחות חרס, שהחליף את הירי ביונים חיות (אישי וקבוצתי) ומקצה קבוצתי אחד ברובה צבאי.
באולימפיאדת סטוקהולם (1912) עלה מספר התחרויות ל-18: ארבעה מקצים של ירי ברובה חופשי (600 מטר, 300 מטר בשלושה מצבים, 50 מטר ומקצה קבוצתי), שלושה מקצים של ירי ברובה בקוטר קטן (אישי מ-25 מטר וקבוצתי מ-25 ומ-50 מטר), שלושה מקצים של ירי במטרה דמוית אייל נע (כדור אחד, שני כדורים וקבוצתי), שני מקצים של ירי באקדח חופשי (אישי וקבוצתי), שני מקצים של ירי ברובה צבאי (300 מטר בשלושה מצבים וקבוצתי), שני מקצים של ירי בצלחות חרס (אישי וקבוצתי), מקצה אחד של ירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר ומקצה אחד של ירי באקדח צבאי (30 מטר קבוצתי).
באולימפיאדת אנטוורפן (1920) עלה מספר התחרויות עוד יותר, ל-21: שבעה מקצי ירי ברובה צבאי (300 מטר בשכיבה, אישי וקבוצתי, 300 מטר בעמידה, אישי וקבוצתי, 600 מטר קבוצתי ו-600+300 מטר קבוצתי), ארבעה מקצים של ירי במטרה דמוית אייל נע (כדור אחד אישי וקבוצתי ושני כדורים אישי וקבוצתי), שני מקצים של ירי ברובה חופשי (300 מטר בשלושה מצבים וקבוצתי), שני מקצים של רובה בקוטר קטן (50 מטר אישי וקבוצתי), שני מקצים של אקדח חופשי (אישי וקבוצתי), שני מקצים של ירי באקדח צבאי ל-30 מטר (אישי וקבוצתי) ושני מקצים של ירי בצלחות חרס (אישי וקבוצתי).
באולימפיאדת פריז (1924) הצטמצם משמעותית מספר התחרויות, ל-10 בלבד: ארבעה מקצים של ירי במטרה דמוית אייל נע (כדור אחד אישי וקבוצתי ושני כדורים אישי וקבוצתי), שלושה מקצים של ירי ברובה חופשי (50 מטר בשכיבה, 600 מטר וקבוצתי), שני מקצים של ירי בצלחות חרס (אישי וקבוצתי) ומקצה אחד של ירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר. הייתה זו האולימפיאדה האחרונה שבה נערכו תחרויות קליעה קבוצתיות.
באולימפיאדת אמסטרדם (1928) לא נערכו תחרויות קליעה. הענף הושב למשחקים באולימפיאדת לוס אנג'לס (1932), אם כי בהיקף מצומצם בהרבה מבעבר: רק שתי תחרויות נערכו, ירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר וירי ברובה חופשי ל-50 מטר בשכיבה. באולימפיאדת ברלין (1936) נוספה עליהן תחרות שלישית - ירי באקדח מ-50 מטר, ובאולימפיאדת לונדון (1948) נוסף גם מקצה של ירי ברובה ל-300 מטר. באולימפיאדת הלסינקי (1952) שוב הורחב הענף, כאשר לארבע התחרויות שנערכו בלונדון נוספו עוד שלוש: ירי ברובה ל-50 מטר בשלושה מצבים, ירי במטרה דמוית אייל נע וירי בצלחות חרס. באולימפיאדת רומא (1960) ירד מספר התחרויות לשש, לאחר שבוטל הירי במטרה דמוית אייל נע.
באולימפיאדת מקסיקו סיטי (1968) הותר לראשונה גם לנשים להשתתף בתחרויות הקליעה. כן נוסף עוד מקצה של ירי בצלחות חרס (סקיט). באולימפיאדת מינכן (1972) עלה מספר התחרויות לשמונה, כאשר נוספה תחרות של ירי מ-50 מטר במטרה נעה. באולימפיאדת מונטריאול (1976) שוב ירד מספר התחרויות לשבע, עם ביטול המקצה לירי ל-300 מטר בשלשה מצבים. במשחקים אלו נרשמה היסטוריה, כאשר הקלעית האמריקאיתמרגרט מרדוק זכתה במדליית כסף בירי ל-50 מטר בשלושה מצבים, והייתה לאישה הראשונה בהיסטוריה שזוכה במדליה אולימפית בקליעה.
באולימפיאדת לוס אנג'לס (1984) נערך שינוי משמעותי באופן התחרויות, כאשר הוחל בקיום תחרויות נפרדות לגברים ולנשים בחלק מהמקצועות. התחרויות הנפרדות כללו ירי מ-50 מטר בשלושה מצבים, ירי באקדח אש מהירה ל-25 מטר וירי ברובה אוויר ל-10 מטר, תחרות שנערכה לראשונה. שלוש תחרויות יועדו עדיין לגברים בלבד - ירי ה-50 מטר בשכיבה, ירי באקדח מ-50 מטר וירי מ-50 מטר במטרה נעה. שתי תחרויות הירי בצלחות חרס המשיכו להיות מוגדרות כתחרויות מעורבות.
באולימפיאדת סיאול (1988) נוספו גם תחרויות בירי באקדח אוויר ל-10 מטר, לגברים ולנשים, ומספר התחרויות הכולל עלה ל-13. החל מאולימפיאדת ברצלונה (1992) שונה טווח הירי למטרה נעה מ-50 מטר ל-10 מטר. באולימפיאדת אטלנטה (1996) עלה מספר התחרויות ל-15, לאחר שתחרויות הירי בצלחות חרס הופרדו לגברים ולנשים. גברים התחרו במשחקים אלו בסקיט, טראפ ולראשונה גם בדאבל טראפ, ונשים התחרו בדאבל טראפ בלבד. באולימפיאדת סידני (2000) נוספו מקצי סקיט וטראפ גם לנשים, ומספר התחרויות הכולל עלה ל-17 (10 לגברים ו-7 לנשים).
החל מאולימפיאדת בייג'ינג (2008) שוב צומצם מספר המקצועות בענף, כאשר מספר התחרויות ירד מ-17 ל-15. אצל הגברים בוטלה תחרות הירי במטרה נעה, ואצל הנשים בוטל הדאבל טראפ. בנוסף, הוחלפה תחרות הירי באקדח אש מהירה לנשים בירי באקדח רגיל, לטווח 25 מטר.
שיטת התחרויות
רוב תחרויות הקליעה נערכות בפורמט דומה. בתחילה נערך שלב מוקדמות, שבו יורה כל קלע 60 כדורים. על כל פגיעה ניתן ניקוד בין 1 ל-10 נקודות, במספרים עגולים בלבד. שמונה הקלעים בעלי הציון הטוב ביותר בשלב זה מעפילים לשלב הגמר (במקרה של תיקו במקום השמיני, נערך שובר שוויון). בשלב הגמר, שבו צוברים הקלעים את הניקוד שלהם משלב המוקדמות, יורה כל קלע 10 כדורים נוספים. הניקוד בשלב זה הוא עד 10.9 נקודות, במרווחים של עשירית הנקודה. בעל הציון הגבוה ביותר בתום שלב הגמר זוכה במדליית זהב, השני במדליית כסף והשלישי במדליית ארד.
בתחרויות הירי באקדח לנשים יורה כל קלעית בשלב הגמר 20 כדורים נוספים. בתחרויות הירי בצלחות חרס, למיניהן, מעפילים לשלב הגמר רק שישה קלעים.
גם בתחרויות הירי באקדח באש מהירה מעפילים לשלב הגמר רק שישה קלעים. בשלב הגמר יורים הקלעים ארבעים כדורים בשמונה סבבים. החל מהסבב הרביעי, מודח הקלע שמדורג אחרון בכל פעם, ובסבב השמיני משתתפים רק שני קלעים.
בעקבות אולימפיאדת לונדון הוחלט לעשות שינוי בענף על מנת להפוך אותו ליותר מושך לצפייה בטלוויזיה. ב-2012 שונתה שיטת הניקוד כך שנספר ניקוד עשרוני לכל כדור בשלב המוקדמות (כך שבמקום תוצאה מקסימלית של 600 נקודות, אפשרית תוצאה מקסימלית של 654 נקודות-60 פעמים 10.9). שינוי נוסף שנכנס הוא שבשלב הגמר לא לוקחים בחשבון את התוצאות משלב המוקדמות כך שלכל העולים לגמר יש סיכוי זהה לזכות במקום הראשון. כמו כן, במקום אווירת השקט המוחלט שהייתה נהוגה עד כה על מנת לאפשר לקלעים לשמור על ריכוז, נכנס נוהג של השמעת מוזיקה, מחיאות כפיים ועידוד.
פרט לשינויים בשיטת הניקוד נכנסו מגבלות נוספות על ציוד.
מדליות
לאורך השנים, זכו קלעים מ-66 מדינות במדליות אולימפיות. המדינה המובילה בענף היא ארצות הברית.