早在公元前1550年左右，古埃及的紙莎草文獻中就記載了柳葉可以止傷。1763年，英國倫敦皇家學會出版了斯通牧師的回憶錄，稱將柳樹皮碾成粉末可用於治療瘧疾熱。1829 年，法國藥劑師勒魯首次從柳樹皮中分離出柳樹甙。當時，巴黎醫生和生理學家馬讓迪試用了柳樹甙，認為它能在壹兩天內止住各種發燒，不管是什麽類型的發燒。
柳甙存在於柳樹和楊樹的樹皮、枝葉中，水解後生成柳酸，又稱水楊酸鄰羥基苯甲酸（HOC6H4COOH），於是化學家們意識到柳葉、柳樹皮的醫療作用在於水楊酸。
1897年，德國拜耳公司的研究人員F.霍夫曼用水楊酸治好了父親嚴重的風濕病，由於味道較苦，且給胃帶來灼痛，於是他將水楊酸與醋酸、醋酐作用，使醋酐中的乙酰基（-COCH3）代替連接苯環上的羥基（-OH），在潛移默化中帶來灼痛。醋酸中的羥基（-OH）取代了連接苯環上可能帶來灼痛的羥基（-OH）中的氫（H），成為乙酰水楊酸（CH3CO-OC6H4COOH）。
但是，該產品和實驗記錄在拜耳的書櫃裏閑置了壹年多。直到另壹位研究員艾克林用這種產品親自進行試驗，並請壹些醫生對病人進行效果測試，才引起拜耳公司領導的重視，後經藥理學家鑒定取得了令人信服的結果，1899年2月，拜耳公司以阿司匹林藥品的名義進行了註冊。
這種化學藥品的使用和推廣並沒有做大量的廣告，起初只是免費提供給醫院和醫生。但壹傳十，十傳百，當時出現在醫學刊物上的文章讓阿司匹林大獲成功，很快就傳遍了全世界。1900 年，F. 霍夫曼獲得了美國專利局頒發的生產許可證，這引起了壹些關於阿司匹林生產專利的爭議。英國不承認這種專利，皇家學院聲稱 F. 霍夫曼只是在重復德國化學家克勞特 1860 年左右的工作。遲至 1999 年 9 月 6 日，英國新聞媒體發表了英國斯特拉斯克萊德大學藥學系副主任斯奈德的論文，認為 F. 霍夫曼的導師艾克格林才是阿司匹林的真正發現者，F. 霍夫曼只是在艾克格林的指導下合成了阿司匹林，他聲稱自己是發明者是在德國納粹統治壹年後的 1934 年。F. 霍夫曼聲稱自己是阿司匹林的發明者是在 1934 年，即納粹統治德國壹年之後，當時艾克格林正在竭盡全力維持他離開拜耳公司後創建的工廠。後來，他因猶太血統而被關進納粹集中營，直到 1949 年，艾青才站出來駁斥 F. 霍夫曼的謊言。此後不久，艾青格林便去世了。
100多年來，阿司匹林壹直被用於解熱、鎮痛和抗風濕，它的威望經久不衰，至今仍被用於防治心臟病。它和比它早壹些年（1887年）拜爾公司的另壹位研究員辛斯伯格創造的解熱鎮痛藥乙酰乙酰氧基苯胺（CH3CONHCH6H4OC2H5）、商品名非那雄胺以及咖啡因壹樣成為復方制劑APC.
二十世紀初，化學家們對物質的結構與藥理之間的關系進行了研究，開始有意識地設計和制造新的化學藥物。德國生物化學家埃利希為尋找壹種既不傷害人體又只消滅細菌的 "靈丹妙藥"，致力於研究毒素對人體的作用，1887年，他發現堿性亞甲基藍能使某些寄生細菌著色，卻不能使人體細胞組織被染色。他推斷，如果把這種染料的分子與某些能使細菌致死的基因結合起來，就可以成為壹種特效藥。1907 年，他發現了壹種染料--錐蟲紅，這種染料可以染色錐蟲，並殺死導致人類昏睡病的錐蟲。他認為錐蟲紅分子的活性部分是偶氮結構（-NN-），因此將其與元素周期表中與氮同族的砷的類似結構（-ASA-）聯系起來，可能會產生同樣的效果。1909年春，埃利希和他的助手日本化學家秦佐八郎研制成了606號藥物3，3'-二氨基-4，4'-二羥基偶氮胂苯，人稱灑金，意為安全的砒霜，能殺死梅毒螺旋體。1912 年又合成了毒性較小的 914，被稱為新灑，使當時長期流行的梅毒得到有效治療。1926 年，德國合成了瘧原蟲，它和奎寧壹樣具有喹啉核。1930 年，美國合成了比奎寧具有更好抗瘧特性的腺嘌呤。它的價格也比奎寧便宜。第二次世界大戰期間，日本侵占東南亞奎寧產地後，這兩種藥物，尤其是阿地平，在英美軍隊預防和治療瘧疾中發揮了巨大作用。
繼 606 和 914 之後，最後壹種重要的合成藥物是磺胺類藥物。百裏酚是壹種紅色偶氮染料，4-磺酰胺-2,4-二氨基偶氮苯，1932 年由德國法本化學公司的化學家、藥劑師多馬克等人生產。1935 年，多馬克發現百裏酚對鏈球菌有殺滅作用，進行了藥理和臨床治療研究。此時，他的女兒手指被刺傷，引起敗血癥，多馬克決定用這種療效尚未確定的百波多菌靈進行試驗，用藥後幾天內癥狀消失，獲得痊愈。同年，他在德國獲得了專利，並發表報告稱百浪聚能治愈死亡率很高的溶血性鏈球菌敗血癥、產褥熱和登革熱，引起了世界各國科學家的關註。
這種藥物的抗菌作用促使科學家們進壹步探索其藥理和結構。德國學者認為，它是由分子中的偶氮基引起的。但事實上它在試管中並沒有殺菌作用。1935 年，出生於瑞士的意大利藥理學家博維特等人在法國巴黎巴斯德研究所通過實驗證明，服用百服寧後尿液中會出現氨基苯磺酰胺，用氨基苯磺酰胺代替百服寧有同樣的療效，而且毒性較小。據此，他們得出結論：非那吡啶的藥效是由於它在體內降解，釋放出具有抗菌功效的氨基苯磺酰胺。
於是，各國科學家以磺胺為母體，合成了大量的衍生物，找到了許多優良的磺胺藥。1938年，德國合成了磺胺乙酰胺，它是治療淋病和尿路感染的解毒藥；同年，英國合成了磺胺吡啶，它是治療肺炎和腦膜炎的特效藥；1939年，美國制出了治療肺炎球菌和葡萄球菌的磺胺噻唑，接著又制成了胍類和磺胺丙胺。20世紀30年代末和40年代是磺胺類藥物的繁榮時期，各國磺胺類藥物的合成都達到了頂峰。
然而，這壹時期也出現了假冒的磺胺類藥物。1937年，美國醫生馬森吉爾成立了馬森吉爾公司，用二甘醇（CH2CH2OH）2O配制磺胺類藥物在市場上銷售。二甘醇是壹種無色、有甜味的粘稠液體，有毒，因此導致 73 人中毒。為此，馬森吉爾被起訴並被罰款16800美元。
1936年12月，美國第32任總統羅斯福（1882-1945年）因咽喉感染住院，感染擴散到瘺管，病情危重。住院壹周後，1936 年 12 月 16 日，他的醫生宣布總統服用了磺胺藥，已脫離危險。紐約時報》立即以大字標題 "新藥救活了羅斯福總統 "報道了這壹消息，隨後又以 "多馬克的發現是過去十年中了不起的醫學成就 "為題，引起了美國醫生和公眾對磺胺藥的關註。
多馬克和博韋特分別獲得了1939年和1957年的諾貝爾生理學和醫學獎。