1963年，霍奇金和赫胥黎发现了电压钳技术，并获得了诺贝尔生理或医学奖。

1976年，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所Erwin Neher和Bert Sakmann首次在青蛙肌细胞上用双电极钳制膜电位的同时，记录到Ach激活的单通道离子电流，从而产生了膜片钳技术。

1980年，美国耶鲁大学医学院F. J. Sigworth等在记录电极内施加5-50 cm H2O的负压吸引，得到10-100GΩ的高阻封接（Giga-seal），大大降低了记录时的噪声，实现了单根电极既钳制膜片电位又记录单通道电流的突破。

1981年，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所Owen Hamill和Erwin Neher等对膜片钳技术进行了改进，引进了膜片游离技术和全细胞记录技术，从而使该技术更趋完善，具有1 pA的电流灵敏度、1 μm的空间分辨率和10 μs的时间分辨率。

1983年10月，《Single-Channel Recording》一书问世，奠定了膜片钳技术的里程碑。

1985年，德国萨尔大学生理研究所M. Kameyama等人发明了可直接观察电流曲线的改变，用于观察各种因素对电流的影响，以确定某种未知因素对膜通道电流影响的膜片钳技术模式，进一步扩展技术应用领域。

1987年，中国华中科技大学李之望教授，敏锐地觉察到了膜片钳技术的广阔前景，提出自行研制相关仪器。

1989年，中国华中科技大学康华光教授带领的研究小组，研制出了中国首台膜片钳放大器；又过了1年，中国的学者们用这台仪器，第一次记录到了神经细胞的单通道电流，为中国生理学科的崛起和人才的建设，奠定了坚实的基础。

1991年，德国马克斯普朗克生物物理化学研究所Erwin Neher和Bert Sakmann也因其杰出的工作和突出贡献，荣获诺贝尔医学和生理学奖。

2004年，英国辉瑞全球研发部Claire Wood等人将自动化技术与膜片钳技术结合，开发了全自动膜片钳技术。解决了传统膜片钳技术每次只能记录一个细胞（或一对细胞）、耗时耗力、在药物开发初期和中期进行大量化合物的筛选、需要记录大量细胞的基础实验结果等问题，使得膜片钳技术的工作效率大大提高。