人類利用藥物同疾病作鬥爭的歷史和人類壹樣古老。在很長的壹段時期裏，人們只是利用壹些天然的植物、動物和礦物作為藥物，隨著化學科學的發展，人們逐漸掌握了通過提取天然藥物中的有效成分來制成藥劑。19世紀中葉以後，化學家們不斷用化學方法制成壹些化學物質，用於醫治疾病，效果顯著，開辟了醫藥化學工業的新領域。
早在公元前約1550年，古埃及的紙草紙文獻上就記載著柳樹葉可以止傷痛。1763年在倫敦皇家學會發表的牧師斯通的回憶錄中，講到用柳樹皮碾成粉末可以治療瘧疾發熱。1829年，法國藥劑師勒魯首先從柳樹皮中分離柳苷。當時巴黎醫生、生理學家馬讓迪試用了柳苷後認為：它可以在壹兩天內止住各種發熱，不管什麽類型的發熱。
柳苷存在於柳樹和楊樹的皮、枝和葉中，水解後生成柳酸，又稱水楊酸鄰羥基苯甲酸（HOC6H4COOH），使化學家們認識到柳樹葉、柳樹皮的醫療作用在於水楊酸。
1897年，德國拜爾公司科研人員F·霍夫曼用水楊酸醫治他父親嚴重的風濕病，因味道比較苦，並給胃部帶來灼痛，於是他將水楊酸與醋酸、醋酸酐作用，使醋酸酐中的乙酰基（—COCH3）取代連接苯環上羥基（—OH）中可能帶來灼痛的氫（H），成為乙酰水楊酸（CH3CO—OC6H4COOH）。
但是，這種產品和實驗記錄被擱置在拜爾公司的書櫃裏壹年多都無人問津。只是當另壹位科研人員艾興格林用這種產品親自進行了試驗，並請壹些醫生對病人進行試驗取得效果後，才引起了拜爾公司領導的重視，再經藥理學家們鑒定取得令人信服的結果後，1899年2月，拜爾公司以阿司匹林的藥名註冊。
這種化學藥品的使用和推廣並沒有做很多廣告，起初只是簡單地免費向醫院和醫生提供。但壹傳十，十傳百，再加上當時刊登在醫學出版物上的文章，使阿司匹林獲得很大成功，很快推廣到全世界。1900年，F·霍夫曼獲得美國專利局的生產許可證，引起阿司匹林生產專利的壹些爭執。英國不承認這種專利，英國皇家學院聲稱，F·霍夫曼只是重復了德國化學家克勞特1860年左右的工作。直到1999年9月6日，英國新聞媒體還在發表英國斯特拉斯克萊德大學藥學系副主任斯尼德的論說：事買上F·霍夫曼的導師艾興格林是阿司匹林的真正發現者。F·霍夫曼只是在艾興格林的指導下合成了阿司匹林。F·霍夫曼是在納粹統治德國壹年後的1934年宣稱他是阿司匹林的發明者，那時艾興格林正在全力維持他離開拜爾公司後創建的工廠。後來他因猶太血統被關押在壹個納粹的集中營裏，直到1949年艾興格林才出來駁斥F·霍夫曼的謊言。此後不久艾興格林就離開了人世。
阿司匹林用於解熱、鎮痛、抗風濕經歷了100多年，威信始終不衰，現在人們還用它防治心臟病。它和比它早些年（1887年）拜爾公司的另壹位科研人員辛斯保格創造的退熱解痛藥乙酰替乙氧苯胺（CH3CONHC6H4OC2H5）、商品名非那西丁以及咖啡因成為復方藥劑APC。
20世紀初，化學工作者們對物質結構與藥理之間的關系進行了研究，開始自覺地設計和制造新的化學藥物。德國生物化學家艾裏希為尋找壹種不傷害人體而只消滅細菌的“魔彈”，致力於研究毒素對機體的作用，1887年，他發現堿性甲基藍能使某些寄生細菌著色，而不能使人體細胞組織被染色。他推想到如果將這種染料的分子結合上某些能使細菌致死的基因，就可以成為特效藥。1907年他找到壹種錐蟲紅的染料，能使錐蟲染色，並能殺死致人昏睡病的錐蟲。他認為錐蟲紅分子中的有效部分是偶氮結構（—NN—），並因此聯想到元素周期表中與氮同族的砷的相似結構（—AsAs—）也可能引起同樣作用。1909年春艾裏希和他的助手日本化學家秦佐八郎研制成編號為606的藥物3，3’-二氨基-4，4’-二羥基偶砷苯，稱為灑爾佛散，意思是安全砷劑，能殺死梅毒螺旋體。1912年又合成毒性較小的914，稱為新灑爾佛散使當時長期流行的梅毒得到有效治療，大大推動了化學制藥的研究。1926年，德國合成撲瘧母星，它和奎寧壹樣都有壹個喹啉母核。1930年，美國合成阿的平，抗瘧性能比奎寧好。而且還價廉。第二次世界大戰期間，日本侵占了東南亞奎寧產地後，這兩種藥物，特別是阿的平，對英美軍隊中瘧疾的防治起了很大的作用。
繼606和914後，最後重要的合成物是磺胺類物。磺胺類藥物的合成是由使用百浪多息開始的，百浪多信息是1932年德國法本化學公司化學家、藥學家多馬克等人制得的壹種紅色偶氮染料，是4-磺胺-2，4-二氨基偶氮苯。1935年，多馬克發現到百浪多息對鏈球菌的殺滅作用，進行了藥理和臨床治療研究。這時他的女兒手指被刺破引起敗血癥，多馬克決定用這療效尚未確定的百浪多息試用，用藥後數日內癥狀消失，獲得痊愈。同年取得德國專利，並發表了百浪多息可以治愈當時死亡率很高的溶血性鏈球菌敗血癥、產褥熱和丹毒等疾病的報告，引起各國科學家的重視。
百浪多息的抗菌作用促使科學家們進壹步探索它的藥理和結構。德國學者認為是由分子中偶氮基團引起的。但是事實上它在試管中並無殺菌作用。而在機體內才有作用。1935年法國巴黎巴斯德研究所的瑞士出生的意大利藥理學家博維特等人通過實驗證明，服用百浪多息後尿中出現氨苯磺胺，以氨苯磺胺代替百浪多息具有同樣療效，且毒性較小。據此他們認為百浪多息的療效因它在體內降解，釋放出氨苯磺胺，後者具有抗菌效能。
於是，各國科學家以磺胺為母體合成了大量衍生物，找到了很多優良的磺胺藥物。1938年，德國合成磺胺醋酰，是淋病和尿道感染的抗毒藥；同年英國合成了磺胺吡啶，是醫治肺炎和腦膜炎的有效藥；1939年美國制的磺胺噻唑，是醫治肺炎球菌及葡萄球菌的有效藥；接著又制成了磺胺胍和磺胺嘧啶，分別是腸道滅菌藥和治療細菌性痢疾藥。20世紀30年代末和40年代是磺胺類藥的興盛時期，各國磺胺藥的合成都達到高峰。
不過這時期也出現了假磺胺藥劑。1937年，美國壹位醫生馬森吉爾組成馬森吉爾公司，用二甘醇（CH2CH2OH）2O配制成磺胺萬應靈藥在市場上出售。二甘醇是壹種無色有甜味的黏稠液體，有毒，因此引起73人中毒。對此，馬森吉爾被提起訴訟，被罰款16800美元。
1936年12月，美國第32屆總統羅斯福（1882~1945年）因咽喉感染住院治療，當時感染已擴散到瘺管，病至垂危。住院壹個星期後即1936年12月16日他的醫生宣告：總統服用了壹種磺胺藥劑，已經脫離危險。《紐約時報》立即以大字標題“羅斯福總統被新藥拯救”，接著又以標題“多馬克的發現是近十年卓越的醫療成就”進行報道，引起美國醫生和公眾對磺胺藥劑的重視。
多馬克和博維特各獲1939年和1957年諾貝爾生理學及醫學獎。