Tradicionāli mikropaleontoloģijas vēstures sākumu saista ar franču dabaszinātnieku Alsidu Dorbinjī (Alcide Charles Victor Marie Dessalines d'Orbigny), kurš rakstā “Galvkāju klases metodiskās tabulas” (Tableau méthodique de la classe des Céphalopodes, 1826) aprakstīja un attēloja vairāku simtu foraminīferu sugu čaulas, t. sk. fosīlijas. 19. gs. 20.–30. gados foraminīferas uzskatīja par piederīgām galvkāju klasei; 1835. gadā franču zoologs Felikss Dužardans (Félix Dujardin) pierādīja, ka tās pieder īpašai vienšūņu grupai – sakņkājiem. Vācu paleobotāniķis Heinrihs Geperts (Johann Heinrich Robert Göppert) pirmais attēloja fosīlos putekšņus, tādējādi aizsākot paleopalinoloģiskus pētījumus. Mikropaleontoloģija kā patstāvīga disciplīna attīstījās 19. gs. vidū, kad vācu dabaszinātnieks Kristiāns Ērenbergs (Christian Gottfried Ehrenberg) pievērsās mikroskopisku organismu daudzveidībai, publicējot vairāk nekā 400 rakstus par mūsdienu un izmirušajiem vienšūņiem. Monogrāfijā “Mikroģeoloģija” (Microgeologie, 1854) K. Ērenbergs aprakstīja dažādus mikroorganismus, ieskaitot foraminīferas, radiolārijas, kramaļģes, kokolitoforīdus, kā arī gliemeņvēžu atliekas no Baltijas jūras gultnes nogulām. K. Ērenbergs ar terminu “mikroģeoloģija” apzīmēja patstāvīgu paleontoloģijas apakšnozari, kas atbilst mūsdienu mikropaleontoloģijai. 19. gs. otrajā pusē sākās un 20. gs. sākumā turpinājās dažāda ģeoloģiska vecuma dažādu mikrofosīliju grupu sistemātikas un stratigrāfiskie pētījumi, ko galvenokārt veica Rietumeiropas un Krievijas pētnieki. Vairākus darbus, veltītus foraminīferu sistemātikai, publicēja t. s. “Angļu skolas” pārstāvji Henrijs Breidijs (Henry Bowman Brady), Viljams Kārpenters (William Benjamin Carpenter), Tomass Džounss (Thomas Rupert Jones), Viljams Pārkers (William Kitchen Parker) un Viljams Viljamsons (William Crawford Williamson), kas uzskatīja foraminīferas par maz noderīgām stratigrāfiskiem pētījumiem. Pretēju viedokli pauda austriešu ģeologs un paleontologs Augusts Reuss (August Emanuel von Reuss), kurš publicēja daudz darbu par krīta foraminīferām, un vācu zoologs Ludvigs Rumblers (Johann Ludwig Rhumbler). Slavenais vācu dabaszinātnieks, ārsts, filozofs un mākslinieks Ernsts Hekels (Ernst Heinrich Philipp August Haeckel) pētīja radiolārijas; viņš ieviesa vienšūņu valsts latīnisko nosaukumu Protista. Gliemeņvēžu, t. sk. izmirušo sugu, pētījumus aizsāka norvēģu zinātnieka Georga Sarsa (Georg Ossian Sars) darbi, bet kramaļģes viens no pirmajiem pētīja vācu dabaszinātnieks Ādolfs Šmits (Adolf Wilhelm Ferdinand Schmidt), kurš publicēja "Kramaļģu atlasu” (Atlas der Diatomaceen-Kunde, 1874). Terminu “mikropaleontoloģija” plaši sāka izmantot 20. gs. 20. gados saistībā ar mikropaleontoloģisko pētījumu praktisko lietojumu lietišķos ģeoloģiskos pētījumos Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV), galvenokārt naftas ģeoloģijā. Mikropaleontoloģijas pētījumi kļuva aktuāli Pirmā pasaules kara laikā un drīz pēc tam naftas produktu pieprasījuma pieauguma dēļ. Amerikāņu pētnieki Džesijs Gelovejs (Jesse James Galloway) un Džozefs Kušmens (Joseph Augustine Cushman) pārliecināja naftas industrijas pārstāvjus, ka mikropaleontoloģiskie pētījumi var būtiski samazināt riskus un izdevumus naftas meklēšanas darbos, tāpēc tika organizētas vairākas pētnieciskas un pat industriālas mikropaleontoloģijas laboratorijas. Viena no tām – Kušmena Foraminīferu pētījumu laboratorija (Cushman Laboratory for Foraminiferal Research) joprojām aktīvi darbojas kopš 1924. gada. Drīz pēc tam plašie mikropaleontoloģiskie pētījumi sākās arī Padomju Sociālistisko Republiku Savienībā (PSRS), sākumā Baku, pēc tam arī Ļeņingradā un Maskavā, kā arī atsākās Rietumeiropā. Tajā pat laikā zviedru botāniķis Gunars Erdmans (Otto Gunnar Elias Erdtman) savā disertācijā "Dienvidrietumu Zviedrijas kūdrāju un jūras nogulumu pētījumi pēc putekšņu analīzes metodes” (Pollenanalytische Untersuchungen von Torfmooren und marinen Sedimenten in Südwest-Schweden, 1921) izteica domu par to, ka fosīlo putekšņu pētījumi var sniegt būtiskas atziņas par relatīvi nesenās ģeoloģiskās pagātnes (kvartāra) veģetācijas un klimata izmaiņām. Tādējādi G. Erdmana darbi būtiski sekmēja palinoloģijas attīstību saiknē ar kvartārģeoloģiju. Starpkaru periodā galvenokārt tika attīstīti mikrofosīliju biostratigrāfiskie un sistemātiskie pētījumi, kuru intensitāti mazināja ekonomiskā krīze 20. gs. 30. gadu sākumā. Atkārtoti mikropaleontoloģisko pētījumu intensitāte pieauga 20. gs. 40. gados līdz 60. gadu sākumam, kad veikta detalizēta okeāna gultnes izpēte, ieskaitot dziļo urbumu ierīkošanu un urbumu serdes pētījumus. Šajā laikā pieauga paleoekoloģisko pētījumu nozīme, kā arī pastiprināti pētītas dažādu grupu pārstāvju bioloģijas iezīmes. Sekoja naftas cenu krišanās, un subsīdiju apjoms mikropaleontoloģijai samazinājās, tāpēc pētījumu skaits arī būtiski saruka, līdz 20. gs. 90. gados sākās jauns mikropaleontoloģijas uzplaukuma posms, kas turpinās mūsdienās.