Зародження радіобіології як науки пов'язано з трьома великими відомими відкриттями кінця ХІХ століття:
- 25 березня 1895 року німецький фізик, професор Вищої сільськогосподарської школи в Хоенхеймі, а пізніше ректор Мюнхенського університету Вільгельм Конрад Рентген, відкрив невідомі промені (Х- промені як їх тоді називали). В. Рентген був першим фізиком, який 10 грудня 1901 року отримав за дане відкриття Нобелівську премію;
- 26 лютого1896 року професор фізики Паризького музею історії А. Беккерель, фахівець в галузі люмінесценції, відкрив природну радіоактивність солей урану.
- 1898 року М. Склодовською-Кюрі, П. Кюрі, Е. Резерфордом, Н. Бором, Ф. Содді зроблено відкриття радіоактивних властивостей полонія і радія.
За ці відкриття ці вчені одержали Нобілівську пемію.
Перший етап (1896 – 1945рр.) розпочався відразу ж після відкриття рентгенівських променів, який започаткував дослідження дії іонізуючого випромінювання, в тому числі і на біологічні об'єкти. Вважають, що народження радіобіології відбулось в 1899 році, коли була опублікована перша наукова праця Ф. Шаудину, який дослідив реакцію декількох видів простіших організмів на дію іонізуючого випромінювання
Другий етап (1945 – 1986) розвитку радіоекології припадає на роки масових випробувань ядерної і термоядерної зброї на Землі та становлення ядерної енергетики. Цей період характеризується значним забрудненням біосфери Землі радіонуклідами, що утворилися при застосуванні ядерної зброї, а також внаслідок аварій на підприємствах повного ядерного циклу (ПЯПЦ).
Третій етап у розвитку радіобіології розпочався після катастрофи на Чорнобильській АЕС (26 квітня 1986р).Після катастрофи стало ясно, що ядерні вибухи - це не єдина і не сама серйозна небезпека для людства. Для вирішення проблем, що виникли в результаті аварії на Чорнобильській АЕС, накопичений радіобіологією досвід значною мірою виявився непридатним, адже, як виявилось, загрозою для здоров'я та життя людей може бути не лише короткотривале опромінення в малих дозах, а також і тривале опромінення при відносно малій потужності дози.