Розвиток фізіології в XX ст. характеризується великими успіхами. Розроблено вчення про автономну нервову систему, вивчено багато різних процесів життєдіяльності, встановлено закономірності регуляції функцій внутрішніх органів, відкрито пристінкове (мембранне) травлення та ін. Велика заслуга в цьому належить учням І.П. Павлова видатним ученим Л.А. Орбелі, К.М. Викову, В.М. Черніговському, П.К. Анохіну.
До провідних дослідників з фізіології, які працювали у Харкові, слід віднести: Щелкова (1833—1909 рр.) і його учнів (М.Ф. Білецького (1851—1882 рр.), 5.Я Даншевського (1852—1939рр.) та ін.). В.Я. Данилевському належать важливі фізіологічні дослідження з різних розділів фізіології.
Вихованець Харківського університету, видатний вчений-біолог. Мечніков (1845—1916 рр.) деякий час (протягом 10 років) працював у Новоросійському університеті в Одесі, у 1883 р. на VII з'їзді дослідників природи і лікарів доповів свою гіпотезу про захисну роль фагоцитів, яка через деякий час була визнана вченням про фагоцитоз.
В.Ю. Чаговець (1873—1941 рр.), вивчаючи природу біоелектричних явищ, за рік до закінчення Військово-медичної академії (у 1896 р.) обґрунтував основні принципи іонної теорії збудження. Працюючи в лабораторії І.П. Павлова, захистив дисертацію (1903 р.) на тему: «Нарис електричних явищ на живих тканинах з погляду найновіших фізико-хімічних теорій». 31910 року В.Ю. Чаговець — завідувач кафедри фізіології Київського університету
Основні праці Г.Ф. Фольборта стосуються проблем вищої нервової діяльності, травлення, фізіології стомлення і відновлення.
Великий внесок у розвиток найважливіших проблем нормальної та патологічної фізіології, геронтології, ендокринології, онкології та ін., зробив видатний вчений О.О. Богомолець (1881—1946). У 1921 р. він написав перший вітчизняний підручник з патологічної фізіології.
Р.Є. Кавецький (1899—1978рр.) — український патофізіолог-онколог,
