Возможность разделения смесей на слое порошка известна давно, однако часть открытия хроматографии как метода разделения веществ принадлежит Цвету, который впервые применил в 1903г. проявительный вариант жидкостно-адсорбционной хроматографии для анализа хлорофилла. Цвет показал, что по мере движения хлорофилла в потоке растворителя по трубке, заполненной порошком мела, первоначальное зеленое кольцо расщепляется на несколько разноцветных колец, каждое из которых соответствует составной части хлорофилла. Причина такого явления связана с различной адсорбцией составных частей хлорофилла мелом. Цвет назвал свой метод хроматографией, т. е. цветописью, хотя сам же указал, что этим способом можно разделять и бесцветные вещества. До 1914г. Цвет опубликовал несколько статей по хроматографии, но после его работ метод не получил широкого развития. Сейчас об этом времени говорят как о «скрытом периоде развития хроматографии, поскольку было опубликовано лишь несколько работ, в частности швейцарского ученого Дере и американца

Лишь в 1931г. Куном, Винтер-штейном и Ледерером были воспроизведены первоначальные опыты Цвета (на примерах разделения каротина моркови, лепестков одуванчика и желтка куриного яйца). Столь длительное забвение ставших теперь классическими исследований в немалой степени было связано с отрицательными отзывами авторитетов того времени, которые не смогли понять всей глубины открытия молодого ученого.

В 1940—1942гг. Тизелиусом и Клессоном были предложены фронтальный и вытеснительный методы хроматографии. Первая фронтально-вытеснительная хроматограмма паров толуола и этанола на колонке с углем получена Дубининым с сотр. Из ранних исследований по адсорбционному разделению в газовой фазе следует отметить работы Кремер, Шуфтана, Петерса, Гессе, Тернера и Дамкёлера, выполненные в 1933—1943 гг.

В 1941 г. Мартин и Синг предложили метод распределительной хроматографии в жидкостно-жидкостном варианте и указали на возможность осуществления газожидкостной хроматографии, что, однако, практически не было использовано до 1952г., когда Джеймс и Мартин создали теорию процесса и разработали конкретную методику анализа жирных кислот. Мартин с сотрудниками разработали также метод бумажной распределительной хроматографии. В 1952г. за исследования в области распределительной хроматографии Мартин и Синг были удостоены Нобелевской премии по химии. Всего за разработку различных вариантов хроматографии, а также за исследования в области химии, физиологии и медицины, в которых хроматография играла значительную роль, было присуждено 14 Нобелевских премий, о возможности разделения смесей на бумаге имеются и более ранние сообщения. Разделение веществ на тонком слое адсорбента впервые было осуществлено Измайловым и Шрайбер.

Гель-хроматография предложена в 1959г. Поратом и Флодином, аффинная хроматография — в 1967г. Поратом, Аксеном и Эрнбеком. Различные варианты однофазной хроматографии были разработаны Гиддингсом. Из исследований в области электрохроматографии следует отметить опубликованную в 1937г. работу Тизелиуса (электро-форетическое разделение белков) и метод изотахофореза, предложенный Константиновым и Ошурковой. Первая работа по газовой хроматографии в была выполнена в 1949г. Туркельтаубом под руководством Жуховицкого и Гольберта. Через два года Жуховицкий, Золотарева, Соколов и Туркельтауб предложили метод хроматермографии, а впоследствии — различные модификации этого метода с использованием движущегося температурного поля. Вяхирев одновременно с Янаком в 1953г. предложили простой метод детектирования выходящих из хроматографической колонки веществ при помощи бюретки со щелочью, поглощающей газ-носитель (СО2). Этот прием на соответствующем этапе нашел широкое применение в лабораторной практике.

Следующий качественный скачок в развитии газовой хроматографии связан с работами Голея, предложившего в 1957 г. использовать в качестве колонок длинные капилляры, что значительно повысило эффективность разделения. Это дало возможность проводить детальный анализ смесей, включающих десятки и сотни индивидуальных компонентов. Приблизительно в то же время были изобретены высокочувствительные пламенно-ионизационный и ионизационный детекторы.

В 1962г. Жуховицкий и Туркельтауб разработали методы вакантохроматографии и ступенчатой хроматографии. Первый метод основан на применении вместо газа-носителя исследуемой пробы, а вместо пробы — инертного газа; второй связан с применением в проявительной хроматографии больших проб. Дальнейшие исследования привели к созданию оригинального комплекса хроматографических методов — хроматографии без газа-носителя.

В последующие годы начали проводить широкие исследования в области создания новых адсорбентов, что дало возможность использовать газовую хроматографию для анализа высококипящих соединений. В 60-е годы развивается реакционная газовая хроматография— гибридный метод, включающий химические превращения веществ и их хроматографическое разделение. Развитие получили и другие гибридные методы, в частности хромато-масс-спектрометрия. В 1962г. появилась первая работа в области газовой хроматографии при давлении выше 10 МПа (что отвечало сверхкритическому состоянию использованных подвижных фаз), а с 1966г. начались детальные исследования по газовой хроматографии с неидеальными элюентами.