Malgré l'utilisation pratique qui en est faite, le réseau Internet repose donc bien sur une architecture décentralisée et possibilité est donnée à chaque ordinateur de communiquer en direct avec ses pairs. Les échanges de pair-à-pair (appelés échanges peer-to-peer en anglais ou P2P) sont donc possibles, mais aucun protocole et aucune application n'ont encore vus le jour et chaque utilisateur est restreint à un rôle de client.

En 1979, deux étudiants développement le système Usenet, basé sur le protocole UUCP (Unix-to-Unix protocol), permettant ainsi l'échanges de nouvelles} (news en anglais) via un modèle de communication P2P. Chaque serveur Usenet se connecte à un serveur pair et échange avec ce dernier les informations dont il dispose : émission des news postées par ses utilisateurs et réception des news disponibles sur le serveur pair. En quelques mois, le système nommé par abus de langage réseau Usenet s'enrichit de centaines de milliers de serveurs qui se synchronisent par échanges de pair-à-pair.

Malgré cela, l'utilisateur final n'est pas encore intégré au modèle P2P puisque les serveurs de news Usenet sont hébergés pour la plupart chez des fournisseurs d'accès Internet. La publication et la lecture des news par les utilisateurs répondent au modèle client-serveur. Néanmoins la décentralisation des données est totale et aucune autorité ne contrôle les échanges entre serveurs. En ce sens, le système Usenet est considéré comme ancêtre des applications P2P à venir.

Au cours des années 1990, certaines sociétés développent des applications pair-à-pair pour leurs propres besoins. C'est notamment le cas de la société Intel dont l'application NetBatch permet l'échange d'informations entre 10.000 ordinateurs répartis dans 25 sites Intel à travers le monde. Le concept de NetBatch est simple : permettre à un ingénieur de déporter un travail informatique, notamment dans le domaine de conception des puces, qui sera pris en chagre par le premier ordinateur pairs disposant de ressources satisfaisantes. Pat Gelsinger, Directeur Technique d'Intel estima à l'époque que l'utilisation de NetBatch avait permis d'économiser environ 500 millions de dollars sur 10 ans.

L'explosion durant ces mêmes années 1990 du nombre d'internautes met en évidence une augmentation importante des échanges de données entre les utilisateurs : messagerie électronique, pages web, ressources ftp, ... etc. Cette augmentation du trafic sur le réseau Internet est accompagnée d'un redimensionnement constant des infrastructures réseau des opérateurs et de l'apparition de technologies permettant l'augmentation du débit disponible chez l'utilisateur (notamment l'introduction des technologies xDSL).

C'est ainsi qu'en 1999, Shawn Fanning, un étudiant de la Northeastern University de Boston, épaulé par Jordan Ritter et Sean Parker, conçoit et développe la première application pair-à-pair à destination des internautes : Napster.

A l'origine, Shawn Fanning cherche à développer une méthode de recherche de fichier musicaux sur le réseau Internet sans passer par les moteurs de recherche, les sites web ou les forums de discussion en ligne IRC. Le système doit également permettre l'échange de fichiers entre internautes. Une fois l'application Napster développée, Shawn Fanning crée sa propre société du même nom avec l'aide de son oncle. La première version de Napster est mise à disposition du public en juin 1999.

Bien que basée sur un système d'échange direct entre pairs, l'application Napster fait appel au modèle client-serveur dans la mesure où la société centralise via des serveurs hébergés sur le réseau Internet la liste des clients connectés ainsi que la liste des fichiers mis à disposition. Le succès de Napster face à ses concurrents tels Usenet, l'IRC ou encore l'application Hotline (basée elle aussi sur un modèle client-serveur) s'explique principalement par son interface graphique simplifiée mais surtout par son orientation vers le domaine de la musique. L'essor du format MP3 associé au système P2P propulse Napster parmi les applications les plus populaires au début des années 2000.

L'application Napster va également faire des émules (attention un jeu de mots s'est glissé dans la phrase) et contribué aux échanges de fichiers non musicaux, qu'il s'agisse de fichiers vidéos ou d'applications informatiques classiques. La technologie du peer-to-peer autorise alors les internautes à copier et distribuer massivement et simplement des contenus qui est jusqu'à présent sous le contrôle d'un marché traditionnel, composés de l'industrie du disque et du cinéma et des jeux vidéos notamment.

Au gré des juridictions diverses de chaque pays, de nombreux internautes se voient alors poursuivis pour des faits de piratage et de non-respect des droits d'auteurs. La société Napster est alors pointée du doigt par les industriels des médias qui l'accusent d'avoir ouvert la boîte de Pandore. Les poursuites engagées entraineront la fermeture de Napster durant l'été 2001, soit deux ans après sa création.

La disparition de Napster donnent néanmoins lieu durant l'année 2001 à l'apparition d'applications P2P nouvelles : AudioGalaxy, eDonkey, Gnutella, iMesh ou encore Kazaa. Ces nouveaux systèmes d'échanges connaissent un succès immédiat puisque plus de 3 milliards de fichiers sont téléchargés par les internautes durant l'été 2001, en comparaison Napster totalisait seulement 2,8 milliards de fichiers sont téléchargés début 2001. L'année 2001 verra également la naissance des protocoles BitTorrent et WinMX.

L'apport principal de ces nouvelles applications réside dans leur mode 100% peer-to-peer puisqu'à la différence de Napster, aucun serveur central n'est utilisé pour l'établissement des connexions entre utilisateurs. Seuls quelques serveurs dits annuaires sont utilisés pour initialiser les applications avec une première liste d'ordinateurs pairs.