Ещё в глубокой древности происходило наблюдение за различными физическими явлениями. В те времена ещё не было дифференциации на различные области знаний и физические, геометрические и астрономические понятия исследовались совместно.
Первоначальные представления об атомном строении вещества принадлежали Демокриту, Эпикуру, Лукрецию. Геоцентрическая система мира также была создана в этот период, и её автором стал Птолемей. Также в этот период зародились основания гелиоцентрической системы согласно представлениям Аристарха Самосского. Помимо этого, были установлены простейшие законы статики (правила рычага, центра тяжести), получены результаты прикладных разделов физики (изготовление зеркала, открытие закона отражения света, обнаружение преломления). Законы Архимеда положили начало гидростатики. Таким образом, в древнегреческий период уже были заложены основы физических представлений.
Учение Аристотеля стало итогом и обобщением всего начального периода формирования физических знаний. Однако на смену его пришёл длительный период Средневековья, который характеризовался тысячелетним застоем физических знаний вследствие церковного влияния.
Новый этап развития физических знаний пришёлся на период Великих географических открытий. Так, благодаря открытию Америки Христофором Колумбом, исследователи получили возможность наблюдать многие физические свойства веществ, о которых они ранее не знали. Развитие судоходства, ремёсел и артиллерии также явилось мотивацией для дальнейших исследований в области физики. Развитие техники того времени дало возможность проведения многочисленных исследований. Леонардо да Винчи поставил перед собой целую серию вопросов, касающихся физики, и пытался разрешить их посредством экспериментальной работы. Ему принадлежит изречение: «опыт никогда не обманывает, обманчивы только наши суждения».
Следует отметить, что в 15 - 16 столетиях отдельно наблюдаемые физические явления и эксперименты носили случайный характер. Лишь в 17 веке в физике систематически стали использоваться экспериментальные методы.
Первому этапу развития физики, который получил название классического, положили начало труды Галилео Галилея. Он явился творцом экспериментальных методов в физике. Галилеем были заложены основы динамики. Ему удалось опровергнуть ошибочные представления Аристотеля о механике и доказать, что ускорение, а не скорость является следствием внешнего действия на тело. С помощью экспериментов Галилей установил, что ускорение свободного падения не зависит ни от массы, ни от плотности тел. Галилео Галилей также стал автором открытий и в других разделах физики (гидростатике, оптике, изучении тепловых явлений).
Первая половина семнадцатого века ознаменовалась формированием физического учения о газах. Этому способствовали многочисленные работы Р. Бойля, О. Герике, Э. Торричелли, Э. Мариотта, Р. Декарта, У. Гильберта.
Вторая половина семнадцатого столетия стала ещё богаче на открытия в области физики. В первую очередь это связано с открытием И. Ньютоном законов механики. В этот период впервые сформулированы важнейшие понятия физики – понятия пространства и времени.
В целом в 17 веке развитие физики связано с созданием основ механики, а также с началом исследований в других разделах (оптике, акустике, динамике, исследовании тепловых процессов, магнетизма, электрических явлений).
В восемнадцатом веке исследования в основных разделах физики активно продолжались. Так, В. Франклин формулирует закон сохранения заряда. В этот период также появилось учение об атмосферном электричестве. В. Франклин в 1752 и годом позднее М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман изучали грозовые разряды и доказали электрическую природу молнии. Помимо этого, была создана и начала совершенствоваться паровая машина.
Ошибочным убеждением данного периода было представление о том, что тепло возникает благодаря наличию особой невесомой жидкости – теплорода. Это было следствием того, что различные физические явления — тепловые, магнитные, электрические, оптические — представлялись независимыми друг от друга. Лишь немногие исследователи этого периода отрицали существование теплорода.
В 19 веке было сделано множество важных открытий в области физики, которые способствовали обобщению накопленных физических знаний и давали возможность провести их анализ. Так, единство разнообразных физических явлений нашло выражение в законе сохранения энергии. Закон взаимодействия двух электрических токов, сформулированный Ампером, был положен в основу электродинамики.
Взаимное влияние физики и техники значительно увеличилось на данном этапе развития физических знаний, и это особенно стало ощутимым после открытия электрического тока.
На современном этапе научно-технического прогресса физические явления исследуются на квантово-релятивистском уровне. Данный этап характеризуется направлением исследовательской мысли вглубь вещества, к его микроструктуре. Новейшая эпоха в истории физики началась с обнаружения элементарных частиц, с исследованием их свойств.
Исследование взаимодействия элементарных частиц с полем дало начало двум основным теориям современной физики – теории относительности и квантовой механики.
В настоящее время физика не является завершённым учением: её развитие и формирование новых физических знаний активно продолжается.