Формулирана за пръв път от Ферма през 1637 година г., тя е обобщение на диофантовото уравнение x2 + y2 = z2, известно и изследвано през древността и свързано с теоремата на Питагор и Питагоровите триъгълници. Ферма написал, че може да докаже теоремата, но доказателството е твърде дълго. Теоремата няма значими математически следствия, но опитите за решаването й са довели до откриването на множество важни за математиката твърдения. Поради своята простота и елегантност, а по-късно и заради явната си сложност, тя става едно от главните предизвикателства пред математиците за период от 358 години. През 1993 година Андрю Уайлс заявява, че има доказателство на теоремата - то обаче се оказва погрешно. След двугодишни усилия грешката е поправена, но доказателството е много сложно и проверката му е по силите на много малък брой математици. Доказателството е прието окончателно през 1996 година и се съдържа в 150 страници.