在1871中，Lankester提出，在確定系統發育關系時，發現和分析生物不同種屬之間的化學和分子差異比整體形態的比較研究更重要。後來，德國和美國的生理和化學實驗室
《生物化學雜誌》的創辦促進了生物化學的發展。當生物化學深入研究生物大分子時，
1938年，韋弗在給洛克菲勒基金會的報告中第壹次使用了分子生物學這個詞。“在基金會支持的研究中，有壹系列屬於比較新的領域，可以稱之為分子生物學……”他寫道。壹年後，研究蛋白質結構的阿斯特伯裏使用了這個術語，它變得越來越普遍。特別是1953年，沃森和克裏克發表著名論文《脫氧核糖核酸的結構》後，DNA雙螺旋結構的發現促進了遺傳學、生物化學和生物物理學的結合，推動了分子生物學的形成和迅速發展，使生命科學全面進入分子水平研究時代，是生物科學發展史上的壹個重大裏程碑。1956年，劍橋醫學研究委員會率先建立分子生物學實驗室，1959年，分子生物學雜誌創刊，1963年，歐洲分子生物學國際組織成立。由此，分子生物學成為壹門全新的獨立學科，推動了生命科學的快速發展，成為現代自然科學研究的重要領域。
在分子生物學的形成和發展過程中，有許多重要的發現和事件，如下:
1864:胡珀-塞勒結晶並命名為血紅蛋白。
1869: Mieseher首次分離出DNA。
1871年:蘭克斯特首次提出發現和分析生物不同種屬之間的化學和分子差異，並確定了系統。
統壹與發生的關系比整體形態的比較研究更重要。
1926: Sumaer從刀豆提取物中獲得脲酶晶體，證明這種蛋白質晶體具有催化活性。同年，斯維德伯格建立了第壹臺用於分析的超高速離心機，並用它測定了血紅蛋白的相對分子量約為6.8X104。
1931年:鮑林發表了他的第壹篇關於化學鍵特征的論文，詳細解釋了共價鍵。
規律性。後來建立了處理生物分子的量子力學理論。
1934: Bernal和Crowfoot發表了胃蛋白酶晶體的第壹個詳細的X射線衍射圖。
1941年:阿斯特伯裏獲得了第壹張DNA的X射線衍射圖。
1944: Avery提供的證據表明，在細菌的轉化過程中，攜帶遺傳信息的是DNA，而不是蛋白質。實驗證明，DNA是將無毒的R型肺炎球菌轉化為致病的S型的基本要素。8年後，1952，Hershey和Chase用同位素示蹤技術證明T2噬菌體感染大腸桿菌，主要是核酸進入細菌，而病毒外殼蛋白留在細胞外。煙草花葉病毒的重建實驗表明，病毒蛋白質的特性是由RNA決定的，即遺傳物質是核酸而不是蛋白質。在這壹點上，DNA作為壹種遺傳物質被普遍接受。
1950: Chargaff用不同來源的DNA堿基組成的精確數據推翻了四核苷酸理論，提出了Chargaff法則，即DNA的堿基組成有壹個共同的規律，即胸腺嘧啶的摩爾含量總是等於腺嘌呤的摩爾含量，胞嘧啶的摩爾含量總是等於鳥嘌呤的摩爾含量，即[a] = [t]和[g] = [c]。
1951年:Pauling和Corey應用X射線衍射晶體學理論研究氨基酸和肽的精細空間結構，提出了兩種周期性多肽結構理論，即α螺旋理論和B折疊理論。
1953:這是開啟生命科學新時代的第壹年。標誌性的是沃森和克裏克發表了著名的論文《脫氧核糖核酸的結構》。他們基於富蘭克林和威爾金斯的X射線衍射研究成果，推導出DNA雙螺旋結構模型，開啟了生物科學的新時代。同年，經過8年的研究，桑格完成了第壹個蛋白質——胰島素的氨基酸序列分析。
隨後，Gamnow在1954中從理論上研究了遺傳密碼的編碼規律；1956年，Volkin和Astrachan發現了mRNA(當時沒有用這個名字)；1958年，霍格蘭德等人發現了tRNA在蛋白質合成中的作用。梅塞爾森和斯塔爾利用同位素和超速離心來證明DNA的半保守復制。克裏克提出了遺傳信息傳遞的中心法則。
1960: Marmur和Dory發現了DNA的復性，證實了核酸雜交反應的特異性和可靠性；Rich證明了DNA-RNA雜交分子與核酸之間的信息傳遞有關，開創了核酸的實際應用。同時，在蛋白質結構的研究中，Kendrew等人獲得了分辨率為0.2nm的肌紅蛋白結構，Perutz等人獲得了分辨率為0.55nm的血紅蛋白結構。
1961年:這是分子生物學發展不平凡的壹年。Jacob和Monod提出了操縱子理論，發表了壹篇關於蛋白質合成中遺傳調控機制的論文，被視為分子生物學中的經典論文之壹。同年，布倫納等人獲得了mRNA的證據；霍爾和斯皮格曼證明了T2 DNA和T2特異性RNA在序列上是互補的。克裏克等人證明了遺傳密碼的普遍性。
1962: Arber提出了第壹個證明限制性內切酶存在的證據，導致了日後這類酶的純化。
Nathans和Smith將其應用於DNA繪圖和序列分析。
1965: Holley等首次用重疊法確定了酵母丙氨酰-tRNA的壹級結構，為廣泛深入研究tRNA的高級結構奠定了基礎。
1967:蓋勒特發現了DNA連接酶，它將具有相同粘性末端或平端的DNA片段連接起來。同年，飛利浦和他的同事確定了溶菌酶的三維結構，分辨率為0.2納米。
1970:特明和巴爾的摩幾乎同時發現了逆轉錄酶，證實了特明1964提出的“前-”。
病毒假說”。勞德氏肉瘤病毒(RSV)感染後，產生了第壹個包含RNA病毒基因組全部遺傳信息的DNA前病毒，並以前壹個病毒的DNA為模板合成了後代病毒的RNA。逆轉錄酶已成為分子生物學研究的重要工具。
1972 ~ 1973:重組DNA時代來了。伯格、博耶和科恩創造了DNA克隆技術，在體外構建了具有生物學功能的細菌質粒，開創了基因工程的新時代。同時，辛格和梁君諾提出了生物膜結構的液體鑲嵌模型。
1975: Southern發明了凝膠電泳分離DNA片段的印跡法；Gruustein和Hogness建立了克隆特定基因的新方法；奧法雷爾發明了雙向電泳分析蛋白質的方法，為分子生物學的深入發展創造了重要的技術條件。Blobel等人報道了信號肽。
1976: Bishop和Varmus發現動物腫瘤病毒的癌基因來自細胞基因(即原癌基因)。
1977: Berget等人發現了“破碎”基因；桑格、無極生組合和吉爾伯特創立了確定DNA序列的“酶法”和“化學法”，這標誌著分子生物學研究新時代的到來。
1979: Solomon和博德莫爾首先提出至少200個限制性片段長度多態性(RFLP)可以作為連接整個人類基因組圖譜的基礎。
1980: Wigler等通過與選擇性標記共感染將非選擇性基因導入哺乳動物細胞；科恩和博耶獲得了美國克隆技術專利。
1981年:Cech等人發現了四膜蟲26S rRNA前體的自剪接效應，後來又證明了前體中的插入序列(IVS)具有五種酶的活性。幾乎與此同時，Altman從純化的RNase P中證明了RNase P中的RNA是t RNA前體成熟的催化劑。催化RNA(核酶)的發現促進了RNA研究的迅速發展。
1982: Prusiner等人在感染瘙癢癥的倉鼠大腦中發現了朊病毒。
1983: Herrera-Estrella等人以Ti質粒為轉基因載體成功轉化植物細胞。
1984: McGinnis等人在果蠅、非洲爪蟾等同源盒基因中發現了同源盒。
核苷酸序列；施瓦茨和康托爾發明了脈沖梯度凝膠電泳；Simons和Kleckner發現了反義RNA。
1985:齋祀等人發明了聚合酶鏈式反應(PCR)；辛斯海默首先提出了人類基因組圖譜系統。
制定計劃；Smith等人報道了在DNA測序中用熒光標記代替同位素標記的方法；米勒等人發現了DNA結合蛋白的鋅指結構。
1986: Dryja等發現視網膜母細胞瘤(Rb)基因是腫瘤抑制基因；Robin等人通過X射線晶體學證實了DNA結合蛋白的螺旋角螺旋結構。
1987:米爾金等人發現三鏈DNA在質粒的酸性溶液中；伯克等人克隆了壹大段DNA以酵母人工染色體(YAC)為載體。Hoffman等人證實Dnchenne的肌肉萎縮病竈的蛋白質產物是dystrophinHooper等人和Kuehn等人分別在用胚胎基細胞進行哺乳動物胚胎轉基因操作方面取得了很大進展。
1988: Landsehalz等人在研究CyC3(細胞色素C基因調節蛋白)、癌基因產物(MyC、V-jun、V-fos)和CBP(CCAAT盒結合蛋白)的過程中，發現了結合區亮氨酸序列的周期性，提出了DNA結合蛋白的亮氨酸拉鏈結構模型；同年，Whyfe等人證明了癌癥的發生是癌基因激活和抑癌基因失活的結果。
1989: Greider等人首先在纖毛原生動物中發現端粒酶是壹種以內源性RNA為模板的逆轉錄酶；Hiatt等人首次報道了單克隆抗體也可以在植物中產生。
1990:人類基因組計劃(HGP)正式啟動；Simpson等人發現了壹種小分子RNA(指導RNA)，可以指導mRNA前體的編輯。Sinclair等人在人類Y染色體上發現了壹個新的性別決定基因——SRY基因。
1991年:147來自歐共體(EC)組織的17個國家的35個實驗室的科學家通過人工測序完成了第壹條完整染色體(酵母3號染色體)315kb的測序。Hake等人首次報道在植物中發現了含有同源盒的基因。Blackburn等人提出調控聚合序列的單鏈DNA通式為(T/A)mGn，m = 124，n = 1 ~ 8]可以形成分子內或分子間的四鏈體結構，起到穩定染色體的作用。
1993: Jurnak等人發現了壹種新的蛋白質結構——平行B螺旋)；研究果膠酸裂解酶時；袁等在哺乳動物細胞中發現了壹種參與調節雕亡並具有剪切作用的蛋白質-IL-1B轉換酶(ICE)。
1994:日本科學家在(自然遺傳學)發表水稻基因組遺傳圖譜；威爾遜等了三年。
線蟲(C . elegans)3號染色體上2.2Mb的連續測定及時完成，標誌著百萬堿基規模的DNA測序時代的到來。
1995: Cuenoud等人發現了DNA具有酶活性；屠等在大腸桿菌中發現了具有轉運和信使雙重功能的RNA-10 Sa RNA
1996: Lee等首次報道酵母轉錄因子GCN4中的氨基酸片段可以自動催化自我復制肽的合成；洪國藩等人利用“指紋-錨”策略構建了水稻基因組高分辨率物理圖譜，DNA片段長度為120 kb；。Goffeau等人完成了酵母基因組DNA全序列的測定(1.25X10 7bp)。
1997:威爾穆特等人成功獲得克隆羊——多莉)；首次利用成年母羊體細胞的遺傳物質，無需受精；Willard等人首次構建了人類染色體(HACS)；Salishury等人發現了壹種新的DNA結構形式——四種顯性組合，這可能是基因交換時DNA連接的壹種方式。
1998:勒納爾等人通過體細胞操作獲得了克隆牛——馬蓋裏弗，再次證明了可以從體細胞克隆出基因完全相同的哺乳動物；GeneBank公布了最新的人類“基因圖譜98 '”，代表30181基因位置信息；文特爾提出了人類基因組計劃的新策略——全基因組隨機測序，毛細管電泳測序儀開始工作。
從上面提到的分子生物學的發展可以看出，20世紀集中於核酸的研究，推動了分子生物學的深入發展。50年代的雙螺旋結構，60年代的操縱子理論，70年代的DNA重組，80年代的PCR技術，90年代的DNA測序，都具有裏程碑式的意義，將生命科學帶入了壹個從宏觀到微觀到宏觀，從分析到合成的時代。