УЗД відбувається в результаті звукових коливань, які не сприймаються людськими органами слуху. Цей високочастотний сигнал вперше був згенерований англійським вченим Френсісом галтонія в 1876 році. Відкриття п'єзоелектричного ефекту братами Кюрі стало справжнім проривом в історії ультразвуку. Під час першої світової війни ультразвукові технології були застосовані з широким успіхом, а розроблений в той час сонар (К.В.Шіловскій і П. Ланжевену) був ідеальним засобом для виявлення ворожих підводних човнів - саме цей метод ліг в основу УЗД. Прабатьком медичного УЗД по праву можна вважати винахід британського фізика Роберта Уотсона-Уотта 1935 року - систему RADAR. Саме ці радіолокаційні системи є прототипами медичних ультразвукових систем, які з'явилися пару років тому.
Регулярні спроби застосування ультразвуку в медицині привели до появи одновимірної ехоенцерографіі в 1937 році - тоді американські вчені Фрідріх і Карл Дуссік спробували продіагностувати пухлини мозку. Пізніші результати підтвердили, що «гіперфонограмми» Дуссіков показували лише кістки черепа. Однак вченим вдалося відтворити ультразвукове зображення тканин і органів людини в 50-х роках. Саме з цього часу УЗД набуло широкого поширення в діагностиці ушкоджень і захворювань внутрішніх органів. Історія УЗД досить коротка, так в 1956 році було вироблено перше дослідження.
Першим розробником ультразвукового сканера був російський інженер-електрик Костянтин Чіловскій, але остаточне доопрацювання проводилася в інших країнах.
У сучасній медицині УЗД є лідером серед інвазивних і неінвазивних методів діагностики внутрішніх органів. Особливе місце займає ультразвук в акушерстві та гінекології, хоча поширення в цій галузі медицини він отримав лише на рубежі 80-90х років 20 століття.
Перша програма ультразвукового дослідження плоду була запропонована в 1974 році в Швеції. Хоча сьогодні спектр можливостей УЗД при вагітності практично безмежний, основний її завданням в той час була діагностика багатоплідної вагітності. У 1976 році накопичений досвід дозволив тій же клініці впровадити двох-етапну програму дослідження ультразвуком. Тепер обстеження проводилося на 19 і 32 тижнях вагітності і його основною метою стало виявлення вад плоду. Протягом 5-10 років ультразвукова діагностика швидко поширилася в європейських країнах. Таким чином, в 1980 році в Німеччині вагітні жінки проходили двоетапне ультразвукове дослідження, а у Франції лікарі запрошували майбутніх мам на обстеження три рази. У той же час УЗД поширилося і в США і до 1984 року набули масового характеру. Близько 50% всіх вагітних проходили ультразвукове дослідження.
В СРСР також була «написана» історія УЗД. У 1954 році професор Лоренс Розенберг очолив відділення ультразвуку в акустичному інституті АН СРСР. У терапії УЗД вперше був застосований в 1960 році. Кількома роками раніше на території СРСР випускалися перші ультразвукові апарати, які в подальшому набули широкого поширення в неврології, офтальмології, кардіології.