Ο Ιπποκράτης ήταν ο πρώτος που εξέτασε τις σχέσεις μεταξύ των ασθενειών και των περιβαλλοντικών επιδράσεων. Έκανε τη διάκριση μεταξύ "επιδημίας" και "ενδημίας": ασθένειες που "επισκέπτονται" έναν πληθυσμό (επιδημία) σε αντιδιαστολή με εκείνες που "ζουν μέσα σε έναν πληθυσμό" (ενδημία).
Ο Πέρσης ιατρός Αβικέννα, τη δεκαετία του 1020, ανακάλυψε τη μεταδοτική φύση της φυματίωσης και των σεξουαλικά μεταδιδόμενων ασθενειών. Παρατήρησε την εξάπλωση της ασθένειας μέσω του νερού και του εδάφους. Ο Avicenna είπε ότι οι σωματικές εκκρίσεις μολύνονται από βρώμικα ξένα γήινα σώματα πριν μολυνθούν. Εισήγαγε τη μέθοδο της καραντίνας για τον περιορισμό της εξάπλωσης των μεταδοτικών ασθενειών.
Ο Μαύρος Θάνατος (βουβωνική πανώλη) έφτασε στην Αλ Ανδαλουσία τον 14ο αιώνα. Ο Ibn Khatima πίστευε ότι οι μολυσματικές ασθένειες προκαλούνται από "μικροσκοπικά σώματα" που εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα και προκαλούν ασθένεια. Ένας άλλος γιατρός από την Ανδαλουσία-Αραβία, ο Ibn al-Khatib (1313-1374), στην πραγματεία του "Περί πανώλης" ανέφερε πώς οι μολυσματικές ασθένειες μπορούν να μεταδοθούν μέσω της σωματικής επαφής και "μέσω ενδυμάτων, αγγείων και σκουλαρικιών". Ο Girolamo Fracastoro από τη Βερόνα πρότεινε ότι αυτά τα πολύ μικρά, μη ορατά, σωματίδια που προκαλούν την ασθένεια είναι ζωντανά. Ήταν σε θέση να εξαπλωθούν μέσω του αέρα και να πολλαπλασιαστούν. Θα μπορούσαν να καταστραφούν με τη φωτιά. Αντέκρουσε τη θεωρία του Γαληνού για το μιάσμα (δηλητηριώδες αέριο στους αρρώστους). Το 1543, το βιβλίο του Fracastoro De contagione et contagiosis morbis πρότεινε την προσωπική και περιβαλλοντική υγιεινή για την πρόληψη των ασθενειών. Η ανάπτυξη ενός επαρκώς ισχυρού μικροσκοπίου από τον Anton van Leeuwenhoek το 1675 παρείχε οπτικές αποδείξεις ζωντανών σωματιδίων που συνάδουν με τη θεωρία των μικροβίων της νόσου.
Το 1662 ο John Graunt ανέλυσε τους καταλόγους θνησιμότητας στο Λονδίνο πριν από τη ΜεγάληΠανούκλα. Αυτό έδωσε στατιστικά στοιχεία υπέρ και κατά διαφόρων θεωριών για την ασθένεια. Ο Dr. John Snow διερεύνησε τα αίτια των επιδημιών χολέρας του 19ου αιώνα. Παρατήρησε τα σημαντικά υψηλότερα ποσοστά θανάτων σε δύο περιοχές που τροφοδοτούνταν από την εταιρεία Southwark Water Company. Έδειξε ότι η αντλία της Broad Street ήταν η πηγή της επιδημίας στο Soho, ένα κλασικό παράδειγμα επιδημιολογίας Χρησιμοποίησε χλώριο σε μια προσπάθεια να καθαρίσει το νερό και έβαλε να αφαιρέσουν τη λαβή της αντλίας. Αυτό σταμάτησε την επιδημία. Ήταν ένα σημαντικό γεγονός στην ιστορία της δημόσιας υγείας και το ιδρυτικό γεγονός της επιστήμης της επιδημιολογίας.
Ο όρος "επιδημιολογία" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1802 από τον Ισπανό γιατρό Villalba. Ο όρος χρησιμοποιείται σήμερα για την περιγραφή και την αιτιολόγηση των επιδημικών ασθενειών και των ασθενειών γενικότερα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλές καταστάσεις υγείας που δεν σχετίζονται με ασθένειες, όπως η υψηλή αρτηριακή πίεση και η παχυσαρκία.
Το 1847 ο Ούγγρος γιατρός Ignaz Semmelweis μείωσε τη βρεφική θνησιμότητα σε νοσοκομείο της Βιέννης με απολύμανση. Δυστυχώς, η απολύμανση δεν εφαρμόστηκε ευρέως μέχρι που ο Βρετανός χειρουργός Joseph Lister "ανακάλυψε" τα αντισηπτικά το 1865 μετά το έργο του Louis Pasteur. Στις αρχές του 20ού αιώνα, οι μαθηματικές μέθοδοι εισήχθησαν στην επιδημιολογία από τον Ronald Ross και άλλους. Το 1954 ήρθαν τα αποτελέσματα μιας μελέτης με επικεφαλής τον Richard Doll. Αυτή έδωσε πολύ ισχυρή στατιστική υποστήριξη στην υποψία ότι το κάπνισμα συνδέεται με τον καρκίνο του πνεύμονα.
