Die Mikrochirurgie, wie sie heutzutage verstanden wird, ist eine sehr junge Technik, welche sich v. a. in den letzten 100 Jahren rasant weiterentwickelt hat. Obwohl die Prinzipien der mikrochirurgischen Gefäßnaht bereits im 16. Jahrhundert erstmalig beschrieben wurden, ist die Einführung von Operationsmikroskopen eng mit der Mikrochirurgie im heutigen Sinne verknüpft. Nachdem die mikrochirurgische Technik in den Fachdisziplinen der HNO-Heilkunde und der Neurochirurgie Verwendung fand, wurde schließlich 1960 von Jacobson an der Universität Vermont erstmalig eine mikrochirurgische Gefäßanastomose mittels eines Operationsmikroskops durchgeführt. Hiernach kam es zu einer rasanten Entwicklung durch den Einsatz dieser Technik bei verschiedenen weiteren Indikationen und in unterschiedlichsten Fachgebieten. Vor allem in den 1960er- und 1970er-Jahren wurden viele mikrochirurgische Operationen erstmalig durchgeführt, die vorher unvorstellbar waren und sich schnell, auch aufgrund der bereits in den Anfangszeiten relativ hohen Erfolgsrate, einen festen Platz in der klinischen Routine sicherten. Neben der Etablierung der Replantationschirurgie wurden auch verschiedene freie myokutane und fasziokutane Lappenplastiken und vaskularisierte Knochentransfers beschrieben, die größtenteils heutzutage noch regelhaft eingesetzt werden. Seit den 1990er-Jahren kamen zudem verschiedene sog. Perforatorlappenplastiken hinzu, wodurch die Hebedefektmorbidität gesenkt und die Rekonstruktion hinsichtlich Form und Funktion verbessert werden konnte. Auch die mikrochirurgische Lymphchirurgie hat ihre Anfänge in den 1970er-Jahren.

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