Nörobilimin gelişimi, insanlık tarihindeki birçok önemli düşünce akımı ve bilimsel keşifle paralel ilerlemiştir. Antik Mısır'dan başlayarak, Yunan ve Roma medeniyetlerine, Rönesans ve Aydınlanma dönemlerine uzanan bu yolculuk, nörobilimin temellerini atmıştır. Her dönem, beyin ve sinir sistemi hakkındaki anlayışımıza yeni katmanlar eklemiş, bazen önceki bilgileri çürütmüş, bazen de onları doğrulamıştır.