史前人类肯定早已对石刀划破身体后流出奇怪的红色物质感到迷惑。直到1651年Harvey作出了他对循环巧妙地解释，理解了动脉、静脉和微血管的完整关系。尽管古代医学著作里有许多关于血管和他们功能的讨论，但其基础是错误的，更多的是建立于宗教而不是事实之上。
亚历山大的解剖学家和解剖术创始人之一Erasistratus（大约公元前310-250年）距离理解循环系统非常接近。他把心脏理解成一个泵，描述了主动脉瓣和肺动脉瓣，并且有了一些毛细血管的观念，但是他的循环观念多少有些颠倒。他认为从肝脏经由动脉流向心脏，再由静脉流向肺。
罗马的盖伦（Galen）（公元131-201年）通过将芦苇空腔和黄铜管插入动脉的方法，延续并扩展了Erasistratus关于血流的阐述。他认为动脉中含有血液（这在当时仍然是个问题）并且用血液搏动在心脏和相连的动脉之间但不超出外面的例子证明了心脏的泵功能。盖伦学说坚持了肝脏是产生血液的场所。血液从肝脏流向腔静脉和它的分枝。包含在右心室的部分静脉血通过心脏间隔上的小孔渗入左心室腔。在那里，与“静脉样动脉（vein-like artery）”中的空气混合并分布到全身。因为盖伦在医学上的影响，他的循环观念在接下来的一千年中基本上是公认的。Vesalius（1452-1519年）伟大的解剖学著作人类的结构（De Fabrica Humani Corporis）一书中，尽管很多解剖学观点与盖伦不同，但在血液流动方面，仍然维持了当时主导的源自盖伦的观念。
那个时代的许多艺术家也开始对解剖学感兴趣。意大利的莱昂纳多•达芬奇（Leonardo da Vinci）（1452-1519年）通过用蜡浇铸室腔深入的研究心脏，最后构造了一个用来进行瓣膜流动研究的玻璃模型。最终，英国的威廉姆斯. 哈维（William Harvey）（1578-1657年）插管入下腔静脉并证明了肺循环。法国生理学家Claude Bernard 的备忘录里1850-1860年间记录的笔记描述了很多可能在狗身上进行的涉及静脉和动脉的试验。他介绍了心脏导管插入术的术语，为了测量血中不同物质，他将可半弯曲的引导管置入心腔从而进行了广泛的研究。
到了19世纪末，结构解剖学和实验生理学已经把循环研究的基础工作放到活体上。伦琴的发现为这些研究的进行和观测提供了手段。
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