Hippokrates byl první, kdo se zabýval vztahy mezi nemocemi a vlivy prostředí. Rozlišoval mezi "epidemickými" a "endemickými" nemocemi: nemocemi, které "navštíví" populaci (epidemie), na rozdíl od těch, které "žijí" v populaci (endemie).
Perský lékař Avicenna ve 20. letech 10. století objevil nakažlivost tuberkulózy a pohlavně přenosných chorob. Všiml si šíření nemocí vodou a půdou. Avicenna tvrdil, že tělesné sekrety jsou před nakažením kontaminovány cizorodými zemskými tělesy. Zavedl metodu karantény, aby omezil šíření nakažlivých nemocí.
Černá smrt (dýmějový mor) zasáhla Al Andalus ve 14. století. Ibn Chátima se domníval, že infekční nemoci způsobují "drobná tělíska", která se dostanou do lidského těla a způsobí nemoc. Další andalusko-arabský lékař Ibn al-Chatíb (1313-1374) ve svém pojednání O moru uvedl, jak se infekční onemocnění může přenášet tělesným kontaktem a "přes oděvy, nádoby a náušnice". Girolamo Fracastoro z Verony předpokládal, že tyto velmi malé, neviditelné částice, které způsobují nemoci, jsou živé. Mohly se šířit vzduchem a množit se. Mohly být zničeny ohněm. Vyvrátil Galénovu teorii miasmatu (jedovatý plyn u nemocných lidí). V roce 1543 Fracastoro ve své knize De contagione et contagiosis morbis navrhl osobní hygienu a hygienu prostředí, aby se zabránilo nemocem. Vývoj dostatečně výkonného mikroskopu Antonem van Leeuwenhoekem v roce 1675 poskytl vizuální důkaz živých částic, který odpovídal zárodečné teorii nemocí.
V roce 1662 John Graunt analyzoval seznamy úmrtí v Londýně před velkýmmorem. Poskytl statistické důkazy pro a proti různým teoriím o nemocech. Dr. John Snow zkoumal příčiny epidemií cholery v 19. století. Všiml si výrazně vyšší úmrtnosti ve dvou oblastech zásobovaných vodou společností Southwark Water Company. Prokázal, že původcem epidemie v Soho byla pumpa na Broad Street, což je klasický příklad epidemiologie Ve snaze vyčistit vodu použil chlor a nechal odstranit rukojeť pumpy. Tím epidemii zastavil. Jednalo se o významnou událost v dějinách veřejného zdravotnictví a o zakladatelskou událost vědy epidemiologie.
Pojem "epidemiologie" poprvé použil v roce 1802 španělský lékař Villalba. Tento termín se nyní používá pro popis a příčiny epidemických onemocnění a nemocí obecně. Lze jej použít i pro mnoho zdravotních stavů nesouvisejících s nemocí, jako je vysoký krevní tlak a obezita.
V roce 1847 snížil maďarský lékař Ignác Semmelweis dezinfekcí kojeneckou úmrtnost ve vídeňské nemocnici. Dezinfekce se bohužel rozšířila až v roce 1865, kdy britský chirurg Joseph Lister po práci Louise Pasteura "objevil" antiseptika. Na počátku 20. století zavedl Ronald Ross a další do epidemiologie matematické metody. V roce 1954 přišly výsledky studie vedené Richardem Dollem. Ta velmi silně statisticky podpořila podezření, že kouření tabáku souvisí s rakovinou plic.
