Kluczowym wczesnym osiągnięciem było odkrycie dotyczące siły wyporu płynu dokonane przez Archimedesa z Sarakuz (250 p.n.e.), znane jako Prawo Archimedesa – które jest używane w modelowaniu przepływu wielofazowego.
W połowie XX wieku powstały pierwsze modele spadku ciśnienia w przepływie dwufazowym, głównie dla przemysłu chemicznego i przetwórczego. Lockhart i Martinelli (1949) przedstawili model spadku ciśnienia tarcia w poziomie, wprowadzając parametr, który jest wykorzystywany do dziś. W latach 1950–1960 intensywne prace w sektorze lotniczym i jądrowym spowodowały dalsze badania nad przepływem dwufazowym. W latach 50. XX wieku radziecki naukowiec Teletow jako jeden z pierwszych rozpoczął systematyczne badania przepływu dwufazowego. Baker (1965) przeprowadził badania nad strukturami przepływu pionowego.
Od lat 70. XX w. przepływ wielofazowy, zwłaszcza w kontekście przemysłu naftowego, był szeroko badany ze względu na rosnącą zależność gospodarki światowej od ropy naftowej.