病毒學的形成和發展大致經歷以下四個時期：
1、病毒的發現時期
2、病毒的化學時期
3、細胞水平研究時期
4、分子病毒學時期
1)病毒的發現時期
在病毒被發現之前，人們已經在自覺或不自覺的過程中開始與病毒打交道。觀察到許多病毒存在所引起的自然現象，由於受到當時歷史條件和人們認識水平的限制，無法對這些現象進行合理的解釋。直到1892年由科學家D.Ivanofsky在研究煙草花葉病的過程中，發現煙草花葉病的致病因子能夠通過細菌過濾器，但他仍然認為該病由產生毒素的細菌引起。之後，在1898年荷蘭科學家Beijerinck重復了D.Ivanofsky的實驗，證明了煙草花葉病是由濾過性病原引起。同年，德國科學家Loeffler和Frosch發現口蹄疫病原也具有濾過性。在此後10多年，相繼發現10多種傳染病的病原病毒(雞瘟病毒、黃熱病病毒、狂犬病毒等)以及後來發現的噬菌體和多種植物病毒。
2)病毒的化學時期
自從1935年美國的Stanley首次提純和結晶了煙草花葉病毒，從而使人們對病毒化學本質的認識有了重大突破，並為病毒的深入研究開辟了廣闊的道路。接著，Bawden等進壹步揭示煙草花葉病毒的化學本質並不是純蛋白，而是核蛋白。在此基礎上，德國的Kausche於1940年首先利用電子顯微鏡觀察到煙草花葉病毒的桿狀外形，電鏡技術的應用，從多個方面促進了它的發展，為病毒的形態結構及其在細胞內的形態發生學研究提供了有效手段。總之，到這壹時期，病毒學雖然取得很大的進展，但尚未形成獨立學科，對病毒化學本質的了解也比較膚淺，對病毒的概念仍存在很大爭論。
3)病毒的細胞水平時期
在此期間，病毒學無論從理論上還是在實踐上都有很大的發展，對病毒有了壹個統壹、明確的概念。逐步形成為壹門獨立的學科，同時也為分子病毒學的建立奠定了基礎。
通過圍繞噬菌體和感染細菌之間的相互作用研究，闡明噬菌體的復制周期；揭示溶原性噬菌體誘導的原理；證明噬菌體DNA的感染性；發現溶原性噬菌體和噬菌體的轉導現象,組織培養技術的建立，大大拓寬了病毒學的研究範圍，促進人們對病毒本質的認識，目前該技術已廣泛用於未知傳染因子的分離，病毒病的診斷，疫苗生產以及病毒感染和復制的基礎研究。
4)分子病毒學時期
自從1953年DNA的雙螺旋結構理論建立以來，新技術和新方法的廣泛應用，使得病毒學的研究步入分子病毒學的發展時期。50年代至60年代是分子生物學的奠基時代，噬菌體和植物病毒為此作出了巨大貢獻，因此，分子病毒學也正是在分子生物學的發展過程中應運而生。
在這壹階段，人們主要致力於病毒基因組的結構、功能和表達調控機制；病毒蛋白質結構、功能以及合成的方式；各類病毒的感染、繁殖和致病機理；更深層次了解病毒與宿主之間的相互作用關系，特別是腫瘤病毒與腫瘤發生的關系；不斷探索病毒性疾病診斷、預防和治療的新技術和新方法，認識那些尚未證實病因的可疑病毒性疾病的病原本質期間，所取得的碩果累累，具體表現以下壹些方面。
1955年Franenkel—Conrat完成了煙草花葉病毒(TMV)的核酸和蛋白質亞基的體外拆開和重建實驗。
1960年Anderer弄清了TMV衣殼蛋白亞基的氨基酸排列順序
1962年Casfar闡明了某些病毒的二十面體結構，明確核衣殼二十面體的構成規律。
1962年Nathans成功進行噬菌體RNA的體外翻譯
1965年Spiegelman成功在體外復制噬菌體RNA，從而打破了病毒必須在活體內才能增殖的傳統觀念，這些工作對以後闡明DNA病毒和RNA病毒的繁殖機制起了重要作用。
1970年Baltimore和Temin分別發現病毒的逆轉錄酶，這是對1958年提出的中心法則的重要補充和發展
1976年Dueberg發現Rous肉瘤病毒含有癌基因v-src，而且在正常雞以及其它脊椎動物和無脊椎動物的DNA中，也發現有癌基因v-src的同源序列存在，推測病毒的癌基因可能來自於細胞的正常基因。
1977年Sanger完成噬菌體φX174-DNA的全部序列測定。
1979年由Taniguchi成功地表達人幹擾素基因，這是基因工程的壹項重大突破。
1982年Moss和Paoletti用痘苗病毒作為載體表達外源基因獲得成功。
1983年Montagnier和Gallo分別分離到與AIDS相關的人類逆轉錄病毒(HIV)。
1991N年Han等將Moloney鼠白血病毒的反義表達序列導入小鼠受精卵中，從而培養成功對該病毒抗性的轉基因小鼠。
1995年HIV天冬氨酰蛋白酶三維結構的鑒定，使得壹些針對病毒蛋白酶活性位點的抑制劑先後問世。
1996年由美籍華人何大壹等利用逆轉錄酶抑制劑與蛋白酶抑制劑配制的雞尾酒式藥，成功地抵抗HIV的感染。