Khoa học bắt đầu nghiên cứu giao tiếp và hành vi phi ngôn ngữ từ năm 1872 với việc Charles Darwin cho xuất bản cuốn sách mang tên "Sự thể hiện của cảm xúc ở con người và động vật" (The Expression of the Emotions in Man and Animals).[6] Trong cuốn sách này, Darwin cho rằng động vật có vú, bao gồm cả con người và động vật, thể hiện cảm xúc thông qua biểu hiện khuôn mặt. Ông đặt ra những câu hỏi như là: "Tại sao chúng ta có những nét mặt thể hiện cảm xúc giống như chúng?" và "Tại sao chúng ta chun mũi khi cảm thấy chán ghét và nhe răng khi chúng ta tức giận?"[7] Darwin cho rằng những nét mặt này là những thói quen từ xa xưa, từ sớm đã là những hành vi mang những chức năng đặc trưng và trực tiếp trong lịch sử tiến hóa của chúng ta.[7] Ví dụ như, một loài dùng cách cắn để tấn công, thì việc nhe nanh là một hành động quan bắt buộc trước mỗi cuộc tấn công và nhăn mũi là giảm các mùi hôi bị hít phải. Điều đó lý giải cho câu hỏi tại sao những nét mặt ấy vẫn tồn tại ngày cả khi chúng không còn phục vụ cho mục đích ban đầu, những tiền bối của Darwin đã phát triển một lời giải thích rất có giá trị. Theo Darwin, con người tiếp tục tạo ra những nét mặt ấy vì chúng đã trở thành giá trị giao tiếp trong suốt lịch sử tiến hóa.[7] Nói theo cách khác, người ta dùng nét mặt như một biểu hiện biểu hiện bên ngoài của những yếu tố bên trong. Mặc dù cuốn "Sự thể hiện của cảm xúc ở con người và động vật" khồng phải là một trong những cuốn sách thành công nhất của Darwn về chất lượng hay và ảnh hưởng đối với lĩnh vực của nó, nhưng ý tưởng ban đầu của ông mở đầu cho những nghiên cứu đa dạng về loại hình, hiệu ứng và sự thể hiện của giao tiếp và hành vi phi ngôn ngữ.[8]

Mặc dù giao tiếp phi ngôn ngữ đã được biết đến từ những năm 1800, nhưng sự xuất hiện của thuyết tương đối hành vi vào năm 1920 khiến những nghiên cứu chuyên sâu về giao tiếp phi ngôn ngữ bị chững lại.[8] Thuyết tương đối hành vi được xem như học thuyết nghiên cứu mô tả hành vi của con người thông qua những điều kiện.[9] Những nhà nghiên cứu hành vi như B.F. Skinner huấn luyện chim bồ câu tham gia và nhiều hành vi để chứng minh bằng cách nào động vật tham gia vào hành vi khi có phần thưởng.[9]

Trong khi đa số nhà tâm lý học đang khám phá thuyết tương đối hành vi, nghiên cứu về giao tiếp phi ngôn ngữ được bắt đầu năm 1955 bởi Adam Kendon, Albert Scheflen và Ray Birdwhistell. Họ phân tích một bộ phim bằng cách sử dụng một phương pháp phân tích được gọi là phân tích bối cảnh.[8] Phân tích bối cảnh là phương pháp sao chép hành vi quan sát được vào một bảng mã hóa. Phương pháp này sau đó được sử dụng trong nghiên cứu trình tự và cấu trúc trong sự chào hỏi của con người, những hành vi xã giao trong các buổi tiệc và chức năng của tư thế con người trong khi tương tác giữa các cá nhân.[8] Birdwhistell là người đi tiên phong trong việc nghiên cứu giao tiếp phi ngôn ngữ, và ban đầu được ông gọi là ý nghĩa cử chỉ. Ông ước tính rằng con người có thể tạo ra và nhận dạng được khoảng 250.000 biểu cảm khuôn mặt.

Nghiên cứu về giao tiếp phi ngôn ngữ trở nên bùng nổ vào giữa những năm 1960 với một lượng lớn nhà nghiên cứu và các nhà tâm lý học. Điển hình như Argyle và Dean, họ đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa giao tiếp bằng mắt và khoảng cách khi đối thoại. Ralph V. Exline thì đưa ra các hình mẫu của kiểu nhìn trong khi nghe và nói.[8] Eckhard Hess tạo ra hàng loạt những nghiên cứu liên quan đến sự giãn nở của đồng tử và được xuất bản trong cuốn Khoa học Hoa Kỳ. Robert Sommer nghiên cứu mối quan hệ giữa không gian cá nhân và môi trường.[8] Robert Rosenthal khám phá ra rằng sự kỳ vọng tạo ra bởi những giáo viên và nhà nghiên cứu có thể ảnh hưởng tới kết quả của họ, và hơn thế, những tín hiệu giao tiếp phi ngôn ngữ đóng một vai trò quan trọng trọng quá trình này.[8] Albert Mehrabian nghiên cứu về tín hiệu phi ngôn ngữ của sở thích và sự gần gũi. Vào những năm 1970, rất nhiều cuốn sách học thuật tâm lý đã tổng hợp về nghiên cứu sự phát triển của cơ thể, điển hình là Shirley Weitz với "Giao tiếp phi ngôn ngữ" và Marianne LaFrance cùng Clara Mayo với "Chuyển động cơ thể".[8] Những cuốn sách nổi tiếng bao gồm "Ngôn ngữ cơ thể" (của Fast, 1970), đã tập trung vào phương thức sử dụng giao tiếp phi ngôn ngữ thu hút những người khác; cuốn "Làm cách nào để hiểu một người như đọc một cuốn sách" (Nierenberg và Calero, 1971) đã kiểm chứng những hành vi phi ngôn ngữ trong các tình huồng đàm phán.[8] Tạp chí về Môi trường tâm lý học và hành vi phi ngôn ngữ cũng được thành lập năm 1978.[6]