因为广受欢迎，《十万个为什么》不断修订，一版再版。

少年儿童出版社从1958年开始酝酿出版一套大型科普读物。共计约请了200多位作者撰稿。经过半年多时间，选用了100多位作者的稿件，于1960年7月开始出版第1版，分为数学、物理、化学、天文气象、动物、农业、地质矿物、生理卫生8个分册，共收1484个问题，100万字。到1964年4月，三年中重印11次、发行580多万册。青年作家叶永烈写了其中300多条，是写得最多的作家。

1964年开始修订、编辑第2版。第2版定为14分册，至1966年2月止出齐。在这次修订编辑中，少年儿童出版社约请了更多的科技工作者和科普作者写作，如茅以升、苏步青、李四光、竺可桢、张钰哲、戴文赛、钱崇澍、傅连璋等。

文化大革命期间上海人民出版社出版的《十万个为什么》的前14册缺第九册）

文化大革命中，1971年起，根据当时的思潮，改为工农兵读物出版，并增订到二十一册，出版了第3版，即“工农兵版”。前14册封面橘黄色，工农兵图案。后7册蓝色。第18和21册由少年儿童出版社出版。其发行量达到上千万册。其中一些条目有严重的文革思想，如“为什么三千吨的船台能造万吨巨轮？”条目中说：“上海船厂的工人、革命干部和技术人员实行‘三结合’……批判了叛徒、内奸、工贼刘少奇‘造船不如买船，买船不如租船’的洋奴哲学、爬行主义”。

文革之后，从1980年4月起至1981年10月，出版了第4版仍为14个分册，封面深蓝色。去掉了阶级斗争的内容，但仍有政治干涉学术的内容，譬如认为宇宙有限和大爆炸是唯心主义。

1990年，在第4版14个分册的基础上又增加了10个分册的“续编本”，1993年3月一次出齐。至此，《十万个为什么》共计24个分册。

1999年，《十万个为什么》“新世纪版”出版，该版为第5版。