Tài liệu ghi chép sớm nhất của quy trình hàng ngày bắt đầu từ thế kỷ 4 sau CN, khi Androsthenes, một thuyền trưởng tàu phục vụ dưới thời Alexander Đại đế, mô tả những chuyển động lá hàng ngày của cây me.[5] Việc quan sát quy trình hàng ngày hoặc ngày đêm ở con người được đề cập đến trong các tài liệu y học Trung Quốc từ khoảng thế kỷ 13.[6]

Sự ghi nhận lần đầu tiên về dao động nội sinh hàng ngày được thực hiện bởi nhà khoa học người Pháp Jean-Jacques d'Ortous de Mairan năm 1729. Ông lưu ý rằng mô hình 24 giờ trong sự chuyển động của lá cây trinh nữ (Mimosa pudica) tiếp tục ngay cả khi cây đã được giữ trong bóng tối liên tục, trong thí nghiệm đầu tiên để cố gắng để phân biệt một đồng hồ nội sinh từ phản ứng với kích thích hàng ngày.[7][8]

Năm 1896, Patrick và Gilbert quan sát thấy rằng trong một thời gian dài bị thiếu ngủ, tình trạng buồn ngủ tăng lên và giảm đi trong khoảng thời gian khoảng 24 giờ [9]. Năm 1918, J.S. Szymanski cho thấy rằng động vật có khả năng duy trì các mô hình hoạt động 24 giờ khi không có các tín hiệu bên ngoài như ánh sáng và thay đổi nhiệt độ [10]. Vào đầu thế kỷ 20, nhịp điệu sinh học hàng ngày đã được nhận thấy trong thời gian cho ăn theo nhịp điệu của ong. Các thí nghiệm rộng rãi được thực hiện bởi Auguste Forel, Ingeborg Beling, và Oskar Wahl để xem liệu nhịp điệu này là do đồng hồ nội sinh. Ron Konopka và Seymour Benzer đã cô lập đột biến đồng hồ đầu tiên ở Drosophila vào đầu những năm 1970 và lập bản đồ " giai đoạn " gen, yếu tố quyết định di truyền đầu tiên được phát hiện về nhịp điệu hành vi [11]. Joseph Takahashi đã khám phá ra sự đột biến đồng hồ sinh học đầu tiên của động vật có vú (clockΔ19) sử dụng chuột vào năm 1994.[12][13] Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy việc xóa "đồng hồ" không dẫn đến kiểu hình hành vi (động vật vẫn có nhịp sinh học bình thường), nghi ngờ tầm quan trọng của nó trong việc tạo ra nhịp điệu [14][15].

Thuật ngữ circadian được Franz Halberg đặt ra vào những năm 1950.[16]