고려시대에는 서해도와 양계에 방어책임자 겸 지방관으로 파견되었다. 조선시대에 들어와서 초기에는 이 제도가 유지되다가 조선 중기 이후에는 무관직으로 전국의 군사요지에 파견되었다.
정식 명칭은 병마방어사 혹은 수군방어사이었으나 전원을 지방수령으로 겸임하게 하였으므로 겸방어사(兼防禦使) 라고도 부르게 되었다. 병마방어사는 1566년(명종 21) 광주부사가 겸하는 경기병마방어사를 설치한 것이 처음이었으며, 수군방어사는 1642년(인조 20) 선천부사(宣川府使)가 겸하는 평안수군방어사를 설치한 것이 처음이었다.
그 뒤 병마방어사 5인, 수군방어사 1인이 차례로 늘었고, 고종 때 또 각각 2인, 3인이 늘어 모두 병마방어사 8인, 수군방어사 5인이 되었다.
전자는 경기도의 수원·광주·파주·장단, 강원도의 철원, 함경도의 길주, 평안도의 창성·자산에 두었고, 후자는 인천광역시의 영종도, 평안도의 선천·삼화(三和), 경상도의 창원, 충청도의 태안에 두었다.
이 직은 그 지역의 수령이 겸하게 하였으나 그 품계가 병마절도사나 수군통제사와 같은 종2품의 고관이었으므로 사실상 방어사가 그 고을의 수령을 겸하는 것이었다. 방어사제도는 별도의 군비를 갖춘 방어체제를 설치한 것이라기보다 기존의 지방행정체제에 비중있는 무관을 파견, 군사력을 강화하고자 한 것이었다.