Ippocrate è stato il primo che ha esaminato le relazioni tra la malattia e le influenze ambientali. Ha tracciato la distinzione tra "epidemica" ed "endemica": malattie che sono "visitate su" una popolazione (epidemiche) in contrasto con quelle che "vivono all'interno" di una popolazione (endemiche).
Il medico persiano Avicenna, negli anni 1020, scoprì la natura contagiosa della tubercolosi e delle malattie sessualmente trasmissibili. Notò la distribuzione della malattia attraverso l'acqua e il suolo. Avicenna disse che la secrezione corporea è contaminata da corpi terrestri estranei prima di essere infettata. Introdusse il metodo della quarantena per limitare la diffusione delle malattie contagiose.
La peste nera (peste bubbonica) raggiunse Al Andalus nel XIV secolo. Ibn Khatima pensava che le malattie infettive fossero causate da "corpi minuti" che entrano nel corpo umano e causano la malattia. Un altro medico andaluso-arabo, Ibn al-Khatib (1313-1374) nel suo trattato sulla peste affermava come le malattie infettive possono essere trasmesse attraverso il contatto corporeo e "attraverso indumenti, vasi e orecchini". Girolamo Fracastoro da Verona suggerì che queste particelle molto piccole, non visibili, che causano la malattia erano vive. Erano in grado di diffondersi per via aerea e moltiplicarsi. Potevano essere distrutte dal fuoco. Confutò la teoria del miasma di Galeno (gas velenoso nei malati). Nel 1543, il libro di Fracastoro De contagione et contagiosis morbis suggerisce l'igiene personale e ambientale per prevenire le malattie. Lo sviluppo di un microscopio sufficientemente potente da parte di Anton van Leeuwenhoek nel 1675 ha fornito prove visive di particelle viventi coerenti con la teoria dei germi della malattia.
Nel 1662 John Graunt analizzò i registri di mortalità di Londra prima della GrandePeste. Questo ha dato prove statistiche a favore e contro varie teorie della malattia. Il dottor John Snow studiò le cause delle epidemie di colera del 19° secolo. Notò i tassi di morte significativamente più alti in due aree fornite dalla Southwark Water Company. Mostrò che la pompa di Broad Street era l'origine dell'epidemia di Soho, un classico esempio di epidemiologia Usò il cloro nel tentativo di pulire l'acqua e fece rimuovere la maniglia della pompa. Questo fermò l'epidemia. Fu un evento importante nella storia della salute pubblica, e l'evento fondatore della scienza dell'epidemiologia.
Il termine 'epidemiologia' fu usato per la prima volta nel 1802 dal medico spagnolo Villalba. Il termine è usato ora per la descrizione e la causalità delle malattie epidemiche, e delle malattie in generale. Può essere usato per molte condizioni di salute non legate alla malattia, come la pressione alta e l'obesità.
Nel 1847 il medico ungherese Ignaz Semmelweis fece diminuire la mortalità infantile in un ospedale di Vienna grazie alla disinfezione. Sfortunatamente, la disinfezione non divenne ampiamente praticata fino a quando il chirurgo britannico Joseph Lister "scoprì" gli antisettici nel 1865 dopo il lavoro di Louis Pasteur. All'inizio del XX secolo, i metodi matematici furono introdotti nell'epidemiologia da Ronald Ross e altri. Nel 1954 arrivarono i risultati di uno studio condotto da Richard Doll. Questo diede un supporto statistico molto forte al sospetto che il fumo di tabacco fosse legato al cancro ai polmoni.
