Tế bào vảy hành (Allium) trong các giai đoạn khác nhau của chu trình tế bào.a. các tế bào không phân chiab. hạch nhân chuẩn bị phân chia (giai đoạn spireme)c. các tế bào đang phân chiae. cặp tế bào con ngay sau khi phân chia

Nhiều mô tả về phân chia tế bào được thực hiện trong thế kỷ 18 và 19, với các mức độ chính xác khác nhau.[8] Năm 1835, nhà thực vật học người Đức Hugo von Mohl, đã mô tả sự phân chia tế bào ở tảo xanh Cladophora glomerata, cho thấy các tế bào có thể tăng lên nhờ vào phân chia tế bào.[9][10][11] Năm 1838, Schleiden khẳng định rằng sự hình thành các tế bào mới từ bên trong là một quy luật chung để giải thích cho sự nhân lên tế bào ở thực vật. Quan điểm này sau đó bị từ chối để ủng hộ mô hình Mohl, nhờ công đóng góp của Robert Remak và những người khác.[12]

Ở tế bào động vật, phân chia tế bào với nguyên phân được phát hiện ở tế bào giác mạc ếch, thỏ và mèo vào năm 1873 và được mô tả lần đầu tiên bởi nhà mô học người Ba Lan Wacław Mayzel vào năm 1875.[13][14]

Bütschli, Schneider và Fol có thể cũng đã tuyên bố phát hiện ra quá trình hiện nay được gọi là "nguyên phân".[8] Năm 1873, nhà động vật học người Đức Otto Bütschli đã công bố dữ liệu từ các quan sát trên giun tròn. Một vài năm sau đó, ông phát hiện và mô tả nguyên phân dựa trên những quan sát đó.[15][16][17]

Thuật ngữ "nguyên phân" (mitosis), được đặt ra bởi Walther Flemming năm 1882,[18] có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp μίτος (mitos, "sợi dọc").[19][20] Có một số tên thay thế cho quá trình,[21] ví dụ, "karyokinesis" (phân chia nhân), một thuật ngữ được Schleicher giới thiệu vào năm 1878,[22][23] hoặc "phân chia đồng đều", được Weismann đề xuất vào năm 1887.[24] Tuy nhiên, thuật ngữ "nguyên phân" cũng được sử dụng rộng rãi bởi một số tác giả để tham khảo "phân chia nhân" và "phân chia tế bào chất" với nhau.[25] Hiện nay, "phân chia đồng đều" thường được sử dụng để chỉ giảm phân II, một phần của giảm phân mà giống nguyên phân nhất.