失效分析的发展历程，大致经历了三个阶段：基于简单手工业背景的古代失效分析阶段，以大机器工业为基础的近代失效分析阶段和以现代化科学技术、系统理论为指导的现代失效分析阶段。

古代失效分析阶段

人类学会使用工具开始制造产品时，失效就与其伴随而生。由于远古时代的生产力较为落后，产品简陋，不可能也没有必要对产品失效的原因进行分析，其常用办法就是更换。虽然失效与产品相伴随，但失效分析并不是随产品的出现而出现的。

目前所能考证的有史料记载的最早有关产品质量的法律文件，是公元前225年由巴比伦国王汉谟拉比撰写的。该法律大典第一次在人类历史上，明确规定对制造有缺陷产品的工匠进行严厉制裁。然而由于生产力落后，商品往往供不应求，罗马法律便肯定了商品出门概不退换的总原则。购买者只能通过世代相传的零星的、分散的、宏观的经验去判断。失效分析作为仲裁事故和提高产品质量的技术手段，则是随着两百年前的工业革命开始的。因此，可将公元前225年到世界工业革命前看作失效分析的第一阶段，即古代失效分析阶段。

近代失效分析阶段

失效分析受到真正重视是从以蒸汽动力和大机器生产为代表的世界工业革命开始的。这个时期由于生产大发展，金属制品向大型、复杂、多功能开拓，但当时人们并没有掌握材料在各种环境中使用的性能，以及设计、制造、使用中可能出现的失效现象。锅炉爆炸、车轴断裂、桥梁倒塌、船舶断裂等事故在当时频繁出现，给人类带来了前所未有的灾难，因此急需研究失效产生和控制的方法，以便控制和预防事故的发生。英国于1862年建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把失效分析作为仲裁事故的法律手段和提高产品质量的技术手段；夏比（Charpy）发明了摆锤冲击试验机，用以检验金属材料的韧性；韦勒（Wohler）通过对1852—1870年期间火车轮轴断裂失效的分析研究，揭示出金属的“疲劳”现象，并研制出世界上第一台疲劳试验机；

20世纪20年代，格里菲斯（Griffith）通过对大量脆性断裂事故的研究，提出了金属材料的脆断理论。20世纪40年代发生的北极星导弹爆炸事故、第二次世界大战期间的“自由轮”脆性断裂事故，大大推动了人们对带裂纹体在低应力下断裂的研究，从而在20世纪50年代中后期产生了断裂力学这一新兴学科。但限于当时的分析手段主要是材料的宏观检验及倍率不高的光学金相观测，因此未能从微观上揭示失效的物理和化学本质，断裂力学仍未能在工程材料中很好的应用。这一问题的解决也只是在电子显微学及其他相关学科，得到高速发展后才成为可能。故将工业革命到20世纪50年代末称为近代失效分析阶段。

现代失效分析阶段

20世纪50年代以后，随着电子工业的兴起，首先在电子产品领域里将失效分析成果应用于产品可靠性设计，它以数理统计为基础，使得失效分析进入了一个新阶段。同时，由于科学技术发展突飞猛进，作为失效分析基础学科的材料科学与力学的迅猛发展，断口观察仪器的长足进步，特别是分辨率高、倍数大、景深长的扫描电子显微镜（简称扫描电镜）的问世，为失效分析技术向纵深发展创造了条件，使失效微观机制的研究成为可能。随后，大量现代物理测试技术的应用，如电子探针X射线、X射线及紫外线光电子能谱分析、俄歇电子能谱分析等，促使失效分析登上了新的台阶。

随着科学技术和制造水平的不断进步，尤其是断裂力学、损伤力学、产品可靠性及损伤容限设计思想的应用和发展，使得产品的可靠性越来越高，产品失效引起的恶性事故数量相对减少，但危害影响越来越大，产品失效的原因很少是由于某一特定因素所致，均呈现复杂的多因素特征，这就需要从设计、力学、材料、制造工艺及使用等方面进行系统的综合性分析，也就需要有从事设计、力学、材料等各方面的研究人员共同参与，其解决办法是从降低零件所受外力与提高零件所具有的抗力两方面入手，以达到提高产品使用可靠性的目的。20世纪80年代中后期开始，失效分析逐渐形成一门专门学科，而不再是材料科学技术的一个附属部分，其主要特点就是集断裂特征分析、力学分析、结构分析、材料抗力分析及可靠性分析为一体。

从20世纪50年代末起的失效分析发展阶段即现代失效分析阶段，这一阶段已经走过半个多世纪，并取得了巨大的成就。