疲劳失效的科学分析起源于1842年，在法国默顿凡尔赛事故造成损害后进行的调查。当时，机车轮轴断裂，失火烧毁其他车厢，造成55人死亡。机械工程师威廉·约翰·麦克库恩·兰金决定调查这起事件，找出事故原因。他的研究强调了部件中应力集中系数的重要性，以及重复循环应力对这些区域的影响，从而导致部件失效。他提出损坏是由重复循环载荷导致的渐进裂纹形成引起的，但这一理论被其他工程师忽视。一段时间以来，疲劳仍然是一种严重且被误解的现象。

约翰·布雷斯韦特（John Braithwaite）是我们所知道的定义“疲劳”的人，这要归功于他在1850年至20世纪初的专家团队。

从1910年起，确定了微观裂纹疲劳失效的起源，并证明了循环应力与失效循环次数之间的关系。Olin Hanson Basquin根据August Wöhler生成的测试数据，提出了应力和失效循环之间的对数逻辑关系。Wöhler得出结论，循环应力范围比峰值应力更重要，并引入了材料“强度极限”的概念。

现代疲劳试验的真正奠基是在20世纪60年代，当时P.C.Paris提出了一种预测单个疲劳裂纹扩展速率的方法。他证明了裂纹长度的变化率与循环次数的关系。他的成果通常被称为da/dN曲线。然而，20世纪40年代中期流行的M.A.Miner的现象学方法盖过了P.C.Paris的方法。