A Quimioterapia foi desenvolvida no início do século XX, embora não fosse um tratamento contra o câncer.

Durante a Segunda Guerra Mundial, descobriram que as pessoas expostas a mostarda de nitrogênio reduziram significativamente as contagens de glóbulos brancos. Foi isto que fez com que os pesquisadores fossem investigar se os agentes da mostarda poderiam ser usados para parar o crescimento rápido das células cancerígenas.

Nos anos 40, dois farmacologistas, Alfred Gilman e Louis Goodman observaram os efeitos terapêuticos da mostarda em tratar o linfoma. Primeiro, estabeleceram linfomas nos ratos e assim mostraram que os tumores poderiam ser tratados com os agentes de mostarda.

Então, junto com um cirurgião torácico chamado Gustavo Linskog, injetaram o chamado gás de mostarda (mostarda de nitrogênio) em um paciente que tivesse o linfoma nonHodgkin. E assim eles notaram que as massas de tumor desses pacientes haviam reduzido significativamente, embora o paciente tivesse que retornar para receber mais quimioterapia. Isto marca o começo do uso de agentes citotóxicos para o tratamento do câncer. O estudo inicial foi feito em 1943 e os resultados foram publicados em 1946, e assim ganhou popularidade nos Estados Unidos.

Após a Segunda Guerra Mundial, um outro tipo de quimioterapia foi testada. Um patologista de Harvard, estudou os efeitos anticancerígenos do ácido fólico uma vitamina essencial no metabolismo. E nos anos 50, anunciaram que os alcalóides da planta tais como aqueles extraídos do rosea do Vinca eram benéficos aos pacientes da leucemia.

Durante as próximas duas décadas, os regimes de quimioterapia de combinação começaram a ganhar popularidade e assim o uso simultâneo das drogas com diferentes ações conduziu a melhoria dos pacientes diminuindo a mortalidade, desde 1990 até os dias de hoje, detectando a doença a tempo e ao tratamento com a quimioterapia.