Počátky teorií týkajících se mikrobiologie lze spatřovat již ve zkoumání příčin různých nemocí ve středověku. Girolamo Fracastoro popsal již na přelomu 15. a 16. století tzv. zárodkovou teorii, která definovala tři způsoby přenosu infekční nemoci: přímým kontaktem s tělem nemocného, kontaktem s kontaminovanými předměty a přenosem na dálku vzduchem [4]. První mikroby uviděl na vlastní oči Anthony van Leeuwenhoek, který sestrojil jednoduchý mikroskop ze zvětšovacích skel a v mikroskopickém obraze pozoroval pohybující se mikroorganismy (bakterie, prvoky, nálevníky). Další z teorií – teorie samoplození vysvětlovala vznik infekčních nemocí přeměnou organické hmoty (např. bahna, prachu apod.) na mikroorganismy. Tato dnes pro nás absurdní teorie byla vyvrácena až v roce 1860 Louisem Pasteurem [17]. Za významné mezníky ve vývoji vědy mikrobiologie je možné považovat vývoj a zavedení vakcinace proti pravým neštovicím (variole) Edwardem Jennerem, založení základů asepse a antisepse Ignácem Semmelweisem a také např. vytvoření prvního systému klasifikace bakterií Ferdinandem Cohnem. Největší rozkvět mikrobiologie začal érou Pasteura a Kocha, kteří jsou autoři mnoha objevů a postupů používaných v mikrobiologii dodnes.

První virus (virus tabákové mozaiky) byl popsán v roce 1892 Dmitrijem Ivanovským, tím byly dány základy novému podoboru mikrobiologie virologii [9]. První antibiotikum (penicilin) bylo objeveno Alexandrem Flemingem v roce 1929.

Do konce 19. století se datují také počátky imunologie a genetiky (Johann Gregor Mendel). Obrovský rozvoj moderní genetiky má svoje počátky v roce 1953, kdy trojice vědců (James Watson, Francis Crick a Mauric Wilkinson) objevila strukturu DNA a vytvořila model dvoušroubovice. V roce 1966 pak byl rozluštěn genetický kód [13].

V historii mikrobiologie se objevují i česká jména. Jeden z prvních badatelů, kteří používali mikroskop, byl český vědec A. J. Corda. V. D. Lambl popsal bičíkovce Giardia (Lamblia) intestinalis. S. Prowazek objevil bakterii Rickettsia prowazeki, za zakladatele české mikrobiologie je považován Jaroslav Hlava, patologický anatom (mikrobiologie byla původně před svým osamostatněním řazena do oboru patologické anatomie). Karel Raška, zakladatel moderní epidemiologie se podílel na tvorbě koncepce eradikace (vymýcení) pravých neštovic (varioly). Zakladatel české parazitologie Otto Jírovec objevil Pneumocystis carini (jiroveci) [3].