З початком сучасного сторіччя формується як медична наука фізіотерапія, і в 1905 р. у Франції в Льєже відбувся медичний конгрес фізіотерапевтів. Наукові доповіді свідчили про високу ефективність природних чинників у лікуванні різних хворих та необхідність їх застосування для ліквідації наслідків захворювання.
Велике значення в обґрунтуванні загальних уявлень про використання засобів та методів фізичної культури у відновному лікуванні мають роботи В.С. Піруського і лікарів Харківського медико-механічного інституту. Перший розробив вчення про "мототерапію", що було до того часу відсутнє в усіх системах лікувальної гімнастики, і використовував її разом з природними чинниками і працею. Цей комплекс лікування фізичними засобами стає основою майбутньої системи відновного лікування.
Лікарі Харківського медико-механічного інституту А.Н. Гейманович, В.Д. Чаклін, Ф.В. Лукашевич та інші під керівництвом М.І. Ситенко, зважаючи на досвід лікування фізичними вправами разом з фізіотерапією та працетерапією 3892 хворих з промисловими та військовими травмами у 1910-1916 рр. започаткували методику сучасного лікування травм фізичними методами. У 1921р. М.І. Ситенко очолив цей інститут у Харкові і відкрив перший у країні дитячий ортопедичний профілакторій, де широко застосовувалися фізичні методи лікування.
Суттєвий внесок у теорію і практику відновних методів лікування зробили український професор В.К. Крамаренко, який видав "Посібник з масажу і лікарської гімнастики" у 1911 р., та співпрацівники інституту фізичних методів лікування у Севастополі. Інститут був заснований земством у 1914 р. і головним завданням його було лікування інвалідів першої світової війни.
В той час і в Англії теж вирішувалося питання відновлення здоров'я та працездатності інвалідів першої світової війни. Для цього створили спеціальні ортопедичні шпиталі, в яких провідним методом лікування була працетерапія. Подібні лікувальні заклади виникають у Франції та США. Заслуговує на увагу досвід американця Макензі, котрий засобами спорту і лікувальної гімнастики повертав для продовження військової служби до 50 % інвалідів, які підлягали звільненню з армії. Методи лікування у названих медичних закладах та Харківському медико-механічному інституті заклали основу сучасної системи відновного лікування.
Історія застосування фізичних вправ з метою лікування у радянські часи була тісно пов'язана з розвитком профілактичного напряму у медицині, комплексного функціонального лікування і оздоровчого спрямування фізичного виховання. Поширення засобів фізичної культури для лікування і профілактики захворювань, теоретичне та клінічне обґрунтування їх застосування, використання педагогічних і методичних принципів фізичної культури та історичного досвіду застосування фізичних вправ сприяло формуванню нової медичної дисципліни — лікувальна фізична культура. Цей термін був запропонований у 1929 р. Б.Я. Шимшелевичем і увійшов у наукову літературу і практику, замінивши терміни «лікарська гімнастика», «кінезитерапія», «ерготерапія», «мототерапія», «міокінезитерапія» та інші, що визначали переважно вузькобіологічну суть дисципліни. У подальшому термін «лікувальна фізична культура» набув статусу державного. У медичних інститутах та інститутах фізичної культури почали готувати фахівців за спеціальністю відповідно: лікар лікувальної фізичної культури, інструктор лікувальної фізичної культури.
У 1920 р. у Москві відкрився державний інститут фізичних методів лікування і до 1930 р. кількість таких закладів невпинно зростала. За десятиріччя було створено понад двадцять інститутів фізіотерапії, у тому числі три в Україні: Український, Чернігівський, Феодосійський. Інтенсивно розвивалися наукові дослідження і підготовка кадрів з фізіотерапії. У 1923 р. почали видавати науково-практичний журнал «Курортное дело», який згодом змінив свою назву на «Вопросьі курортологии, физиотерапии и лечебной физкультурьі». У 1928 р. видано двотомний посібник з фізичних методів лікування.
У 1921 р. вийшла державна постанова про організацію будинків відпочинку, в якій вказувалося на необхідність широкого використання фізкультури з метою оздоровлення трудящих. Це дало поштовх для впровадження у лікувальну практику курортно-санаторних закладів лікувальної фізичної культури. В.В. Гориневський, І.М. Саркізов-Серазіні, І.А. Богашев видають у 1923 р. тау 1926 р. посібники з лікувального застосування фізичної культури. В.В. Гориневський був організатором і керівником першої у Радянському Союзі кафедри фізичного виховання у Самарському університеті, а І.М. Саркізов-Серазіні — першої кафедри лікувальної фізичної культури у Московському інституті фізичної культури .
Передова думка, традиції і досвід роботи Харківського медико механічного інституту стали передумовою організації у Харкові в 1921 р. першого науково-дослідного інституту фізичної культури, що значно випередило створення аналогічного наукового закладу у Москві (1932). Плідно працюють фахівці у Слов'янську — Т.Р. Нікітін, в Одесі — Я.Й. Камінський. Останній у 1924 р. видав книжку з лікувальної гімнастики і через три роки організував науково-дослідну лабораторію, що пізніше була перетворена на філію Українського інституту фізкультури. У 1932 р. Я.Й. Камінський почав вести курс лікувальної фізичної культури у медичному інституті, який у 1934 р. реорганізувався у першу в Україні кафедру з цієї дисципліни. Продовжувачем його справи став академік О.Ю. Штеренгерц, автор понад тисячі наукових праць, який створив школу лікарів та методистів з лікувальної фізичної культури.
У 20-30-ті рр. відкриттям кафедр лікарського контролю, лікувальної фізкультури і масажу в інститутах фізкультури (Москва, Ленінград, Харків) і медичних інститутах, відділів у спеціалізованих науково-дослідних закладах розгортається цілеспрямована підготовка кадрів методистів та лікарів. У 1935 р. І.М. Саркізовим-Серазіні було підготовлено перший навчальний посібник для студентів з лікувальної фізичної культури. Впроваджується викладання лікувального масажу у медичних технікумах, а спортивного — у технікумах та інститутах фізичної культури.
Глибокі та всебічні наукові дослідження і клінічні спостереження сприяли розкриттю механізмів лікувальної дії фізичних вправ та масажу і розробці науково-обгрунтованих окремих методик їх застосування у комплексному лікуванні. Це велика заслуга І.М. Саркізова-Серазіні, В.М. Мошкова, Е.Ф. Древінг, В.В. Горіневського, Б.О. Івановського, В.К. Добровольського, О.Ф. Каптеліна та ін. Свій вагомий доробок зробили і українські вчені О.А. Шейнберг, О.Ю. Штеренгерц, О.В. Кочаровська, Л.І. Фінк, а також працівники науково-дослідного інституту фізкультури у Харкові. Науковці і практики напрацювали курс з вивчення і використання комплексного, найбільш ефективного методу лікування із застосуванням лікувальної фізичної культури, лікувального масажу, фізіотерапії і клімато-терапевтичних процедур.
Набутий у мирний період досвід став підставою для наказу про обов'язкове використання у військових шпиталях лікувальної фізичної культури під час Великої Вітчизняної війни. Вона разом з іншими лікувальними методами забезпечувала не тільки скорочення термінів лікування, а і більш швидше відновлення боєздатності та зменшення інвалідності поранених.
У повоєнні роки розширилося застосування лікувальної фізичної культури при таких захворюваннях як інфаркт міокарду, оперативних втручаннях на серці, легенях, судинах, мозку, опіковій хворобі. У 1950 р. почали створювати лікарсько-фізкультурні диспансери. Теорія збагатилася працями професорів В.М. Мошкова, С.М. Іванова, В.Є. Васильєвої, С.М. Попова, С.В. Хрущова (Москва), Д.А. Винокурова, О.Г. Дембо, В.К. Добровольського, В.П. Правосудова (Ленінград), О.Ю. Штеренгерца (Одеса), В.М. Максимової (Харків), Т.О. Третилової (Львів), О.В. Кочаровської, В.Т. Стовбуна, Г.Й. Красносельського (Київ). Останній заснував аспірантуру з лікувальної фізичної культури і лікарського контролю у Київському медінституті, очолив створене у 1959 р. в Україні науково-методичне товариство з лікарського контролю та лікувальної фізичної культури. Професор Г.Й. Красносельський підготував багато науковців з цього фаху. Найяскравішими серед яких є організатор Київського науково-дослідного інституту медичних проблем фізичної культури професор І.В. Муравов та заслужений працівник вищої школи України професор Г.В. Полеся. Під її керівництвом було підготовлено близько 30 кандидатів наук з лікувальної фізичної культури у Київському інституті фізичної культури.
"Травматична епідемія", що за образним висловом М.І. Пирогова є війна, породила після другої світової війни небувалу в історії людства кількість інвалідів, яких треба було не лише лікувати, а й відновлювати до праці чи самообслуговування і тим самим не викреслювати їх з життя суспільства, за яке вони віддали здоров'я. Це сприяло створенню нового напряму у відновлюючому процесі — реабілітації, що крім медичних методів увібрала суспільні та соціально-економічні заходи.
Термін "реабілітація" у перекладі з латинської означає відновлення. Вперше визначення реабілітації зробив Франц Иозеф Ріттер фон Бус у 1903 р. у книзі "Система загального догляду за бідними". Як програма дій щодо осіб з фізичними каліцтвами вона була прийнята в 1918 р. при заснуванні у Нью-Йорку інституту Червоного Хреста для інвалідів. Створене у США в 1922 р. Міжнародне товариство по догляду за дітьми-каліками вперше у світі взяло на себе розробку найбільш важливих питань реабілітації.