Нутрициология начала зарождаться только в начале XX века. Например, Иван Михайлович Сеченов, которого часто считают «отцом русской физиологии», был одним из пионеров, заложивших основы нутрициологии и диетологии. Сеченов изучал метаболизм и то, как связаны работа нервной и пищеварительной систем.
Другой великий русский ученый, Иван Петрович Павлов, занимался изучением пищеварения и метаболизма. Хотя его исследования было сосредоточены в основном на механизме слюноотделения, открытия Павлова в области физиологических реакций при потреблении пищи способствовали формированию более объективного понимания того, как организм перерабатывает питательные вещества.
Большой вклад в развитие нутрициологии внесли и зарубежные ученые. Физиолог Ансель Киз, одним из первых изучал взаимосвязь питания и развития сердечно-сосудистых заболеваний. Выводы Киза легли в основу разработки диетических рекомендаций, направленных на профилактику сердечно-сосудистых заболеваний, и закрепили его наследие в области науки о питании. Его коллега Лайнус Полинг исследовал воздействие витаминов и их роль в профилактике заболеваний и поддержании общего здоровья организма. Полинг был удостоен Нобелевской премии по химии в 1954 году за исследования природы химических связей.