Существуют свидетельства того, что патологическим увеличением щитовидной железы, зобом, люди страдали ещё в III тыс. до н. э. До нас дошли монеты тех времён, на которых запечатлены люди с характерными изменениями шеи.
Античные врачи разработали методы лечения болезней щитовидной железы, причём некоторые из созданных тогда подходов не утратили своей актуальности до сих пор. Так, Авл Корнелий Цельс (лат. Aulus Cornelius Celsus), живший в первой половине первого века нашей эры, не только описал опухоли щитовидной железы, разделив их, в зависимости от наполнения, на «плотные» и «жидкие», но и предложил вводить в последние разрушающее вещество. Сегодня для разрушения кист (то есть, наполненных жидкостью полостей) иногда применяется т. н. «этаноловая склеротерапия». То есть, введение этанола непосредственно в новообразование, как и предлагал античный доктор.
Позже строением и функциями щитовидной железы интересовались многие знаменитые врачи и учёные, например анатом Андреас Везалий (лат. Andreas Vesalius) и художник, изобретатель и естествоиспытатель Леонардо да Винчи (итал. Leonardo da Vinci). Да Винчи одним из первых подробно изобразил щитовидную железу, в том числе — её сосуды и нервы.
Несмотря на большой интерес медиков к этой части эндокринной системы, качество лечения заболеваний щитовидной железы вплоть до XIX в. оставляло желать лучшего. Например, увеличенную железу, если она начинала мешать глотать и говорить, удаляли вместе с паращитовидными железами, что приводило к развитию заболевания, напоминающего кретинизм — врождённый порок развития, связанный с умственной отсталостью.
Знаменитый швейцарский врач Теодор Кохер (нем. Emil Theodor Kocher) создал новый подход к хирургии щитовидной железы, не только уменьшив травматичность операций и долю летальных исходов, но и избавив пациентов от риска заболеть «приобретённым кретинизмом». Тем не менее, удаление железы в отсутствие заместительной гормональной терапии приводило к появлению целого ряда нежелательных эффектов: пациенты страдали от астении, увеличения массы тела и других признаков гипотиреоза. Это происходило из-за того, что, лишившись щитовидной железы, люди лишались и вырабатываемого ею гормона — тироксина. Так как искусственных заменителей тироксина, которые сегодня можно купить в любой аптеке, не существовало, самочувствие перенёсших операцию пациентов оставляло желать лучшего.
Справиться с проблемой дефицита тироксина — развившегося после операции или в результате нарушения работы щитовидной железы — удалось только в XX в. В 1919 г. американский химик Эдуард Келвин Кендалл (Edward Calvin Kendall) впервые выделил гормон тироксин из высушенных препаратов щитовидной железы. Чуть позже, в 1926 г. его британский коллега Чарльз Роберт Харрингтон (Charles Robert Harington) определил структуру молекулы тироксина и разработал метод его химического синтеза.
В том же году на прилавках появился препарат «Thyroxin Henning», предназначенный для пациентов, страдающих от нехватки этого гормона.
