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在 A.van列文虎克用自制的显微镜发现微生物之前，古代巴比伦人（公元前6000）早已会制造类似现代啤酒的饮料，古代埃及人（公元前4000）早已会利用酵母菌所产生的二氧化碳来发面。中国龙山文化时期（公元前2000）出现大量酒器，表明当时酿酒技术已很发达。贾思勰的《齐民要术》(533～544)详细记载了中国古代酿酒、制曲、制酱、沤麻和制取靛蓝等多种利用微生物的生产技术。1887年，挪威细菌学家G.H.A.汉森将纯种酵母菌用于生产啤酒。随后，便有人设计制造了便于灭菌的密闭式发酵罐。由于应用R.科赫所创立的微生物纯培养技术，人们能够利用控制特定微生物发酵生产特定产品。19世纪末，E.毕希纳证明微生物发酵是由酶催化的化学反应。第一次世界大战时期建立了生产丙酮、丁醇和甘油的发酵工厂，加速了工业微生物学的发展。
20世纪40年代,开始生产青霉素,这是人类在利用工业微生物方面的又一重大成就。此后，发酵工业中广泛采用了深层培养法进行青霉素的工业化生产并大量制出酶制剂、柠檬酸、维生素、甾体激素及其他抗生素（见图[深层发酵通用的发酵罐]）。
50年代，随着分子生物学和遗传学在工业微生物学方面取得的进展，用发酵法生产谷氨酸获得成功，并出现了核苷酸发酵工业。由于在发酵时采用经过人工改造的微生物，这些微生物的代谢活动可按人类的需要改变，因此称其为代谢控制发酵。
70年代开始，基因工程和细胞工程等生物工程技术的开发，为人类利用和改造工业微生物展示了广阔的前景，发酵产品的质和量都有明显的提高，新产品也将不断涌现。
中国现代工业微生物学是从20世纪20年代开始发展的。50年代以后，传统的微生物发酵产品有了明显的改良和发展，并逐渐形成比较完善的现代化发酵工业体系。有机酸、酶制剂、氨基酸和维生素等的发酵生产，有的已经接近或达到国际先进水平（见、和）。
荷兰的列文虎克在17世纪后期发现了微生物世界；18世纪时瑞典的林奈建立了生物的科学分类法，创立了双名命名法。19世纪后，生物学获得了快速的发展，其中最主要的有施莱登和施旺,建立的细胞学说；微尔和提出了细胞病理学说；达尔文1859年发表了不朽名著《物种起源》，奠定了科学进化论的基础，1900年孟德尔遗传定律的重新发现，等等。由于这些重大进展，使生物学从原来的描述性学科发展成一门实验性的学科。自20世纪50年代以来，由于自然科学新成就在生物学研究中的广泛应用，更使生物学的研究逐步深入到分子结构与功能水平，从静态观察发展到对生命活动过程的分析和测定。1953年由沃森和克里克两人提出了遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构模型，从此，把整个生物学研究推进到分子生物学的新阶段。到了70年代，一门由分子生物学与实践密切联系的新学科——生物过程学脱颖而出，它标志着生物学理论与实践结合的最新成果，为人类更有效地利用和能动地改造生物界提供了锐利武器。
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