Penyebutan paling awal tentang pengujian hewan ada dalam tulisan-tulisan orang Yunani pada abad kedua dan keempat sebelum Masehi. Aristoteles (Αριστοτέλης) (384 - 322 SM) dan Erasistratus (304 - 258 SM) adalah beberapa orang pertama yang mencoba eksperimen pada hewan hidup. Galen, seorang dokter di Roma abad kedua yang dikenal sebagai "bapak pembedahan hewan", membedah babi dan kambing. Avenzoar, seorang dokter Arab di Spanyol abad kedua belas, menguji proses pembedahan pada hewan sebelum menerapkannya pada manusia.
Hewan telah sering digunakan dalam sejarah studi ilmiah. Pada tahun 1880-an, Louis Pasteur menunjukkan teori kuman obat dengan memasukkan antraks pada domba. Pada tahun 1890-an, Ivan Pavlov terkenal menggunakan anjing untuk menggambarkan pengkondisian klasik. Pada tanggal 3 November 1957, seekor anjing Rusia, Laika, menjadi hewan pertama yang mengorbit bumi. Pada tahun 1970-an, perawatan antibiotik dan vaksin untuk kusta dibuat menggunakan armadillo, kemudian diberikan kepada manusia. Pada tahun 1974, Rudolf Jaenisch menghasilkan mamalia pertama yang diubah secara genetik. Dia memasukkan DNA dari virus ke dalam genom tikus. Studi genetika tumbuh dengan cepat setelah itu. Pada tahun 1996, Dolly si domba lahir-mamalia kloning pertama.
Pada abad ke-20, pengujian toksikologi menjadi penting. Pada abad ke-19, hukum tentang obat kurang ketat. Obat-obatan tidak harus diperiksa keamanannya. Tetapi pada tahun 1937, obat yang disebut Elixir Sulfanilamide membunuh lebih dari 100 orang. Obat ini menyebabkan rasa sakit yang hebat dan tahan lama, muntah-muntah, dan bugar. Setelah itu, kongres AS membuat undang-undang yang mengatakan bahwa obat-obatan harus diuji pada hewan sebelum dapat dijual. Negara-negara lain mengeluarkan undang-undang serupa.
Bahkan pada abad ke-17, orang-orang tidak setuju tentang pengujian hewan. Pada tahun 1655, Edmund O'Meara mengatakan bahwa "penyiksaan yang menyedihkan dari pembedahan hewan menempatkan tubuh dalam keadaan yang tidak wajar." O'Meara dan yang lainnya mengatakan bahwa hewan dapat terpengaruh oleh rasa sakit selama pembedahan hewan, membuat hasilnya tidak dapat diandalkan. Yang lain juga tidak menyukai pengujian hewan karena mereka merasa bahwa hewan tidak boleh disakiti untuk manusia. Yang lain menentang pengujian hewan karena alasan yang berbeda: banyak yang percaya bahwa hewan tidak sebaik manusia dan bahwa mereka sangat berbeda sehingga hasil pengujian hewan tidak akan berhasil pada manusia.
Para pendukung memiliki pandangan yang berbeda. Mereka berpendapat bahwa eksperimen pada hewan diperlukan untuk pengetahuan. Claude Bernard, "pangeran vivisektor" dan bapak fisiologi terkenal menulis pada tahun 1865 bahwa "ilmu kehidupan adalah aula yang luar biasa dan menyilaukan (terang benderang) yang hanya dapat dicapai dengan melewati dapur yang panjang dan mengerikan". Dia menyatakan bahwa "percobaan pada hewan ... sepenuhnya konklusif untuk toksikologi dan kebersihan manusia ... efek dari zat-zat ini sama pada manusia seperti pada hewan, kecuali perbedaan derajat". Karena Bernard, pengujian pada hewan menjadi metode ilmiah biasa. Namun, yang mengejutkan, istrinya, Marie Françoise Martin, memulai masyarakat anti-viviseksi pertama di Perancis pada tahun 1883.
Pada tahun 1896, Dr. Walter B. Cannon berkata, "Para antiviseksionis adalah tipe kedua dari dua tipe yang digambarkan Theodore Roosevelt ketika dia berkata, 'Akal sehat tanpa hati nurani dapat mengarah pada kejahatan, tetapi hati nurani tanpa akal sehat dapat mengarah pada kebodohan, yang merupakan pelayan (pelayan) kejahatan. " Publik pertama kali mulai memberikan perhatiannya kepada para pendukung dan penentang pengujian hewan selama perselingkuhan anjing coklat pada awal 1990-an. Dalam peristiwa brown dog affair, ratusan mahasiswa kedokteran dan para anti-viviseksionis serta polisi berdebat mengenai peringatan untuk seekor anjing yang telah divisualisasi.