Велика роль у формуванні науково-ексериментальної гігієни на цьому етапі належить відомому німецькому вченому М. Петтенкоферу (1818—1901) та його учням. Наукові праці цього вченого, його роль у докорінній реорганізації викладання гігієни та створенні наукової гігієнічної школи по праву дозволяють назвати його засновником сучасної наукової гігієни. Слід згадати й про великі заслуги М. Петтенкофера в підготовці викладачів гігієни для різних країн Європи, зокрема для Київського університету св. Володимира.
Розвиток гігієнічної науки, та санітарної практики в Росії та в Україні тісно пов'язаний з діяльністю медичних факультетів вищих навчальних закладів, у стінах яких сформувалися перші вітчизняні гігієнічні школи. Ініціатива організації першої окремої кафедри гігієни належить медичному факультетові Київського університету св. Володимира. Рішення про створення такої кафедри вчена рада цього факультету прийняла у жовтні 1863 p., але фактичне її відкриття відбулося лише в 1871 р. У цьому ж році, практично одночасно з Києвом, було відкрито кафедру гігієни в Петербурзі. У наступні роки починають працювати кафедри гігієнічного профілю в Харкові, Москві, Казані, Одесі та інших містах.
На той час у Росії ще не було загальнодержавної системи санітарного нагляду. Однак уже в 70—80-ті роки XIX ст. у Петербурзі, Москві, Києві, Пермі, Одесі, Казані й деяких інших губернських містах створюються санітарні комісії, санітарні станції, з'являються перші санітарні лікарі. Серед них були видатні спеціалісти, активні громадські діячі, які зробили вагомий внесок у розвиток вітчизняної гігієни і санітарії.
Плідно розвивалася гігієнічна наука наприкінці XIX — на початку XX ст. в Україні, її видатними представниками були В. А. Субботін, В. Д. Орлов, І. П. Скворцов, А. I. Якобій, О. В. Корчак-Чепурківський та інші. В. А. Субботін (1842—1896) — один із піонерів вітчизняної гігієнічної науки. Субботін — автор першого вітчизняного підручника з гігієни (1886), багатьох наукових праць з різних розділів гігієни, ініціатор створення санітарної комісії в Києві. До когорти видатних громадських діячів та перших санітарних лікарів України належить уродженець Полтавщини О. В. Корчак-Чепурківський (1857—1947), який після закінчення у 1883 р. медичного факультету Харківського університету працював земським дільничним та санітарним лікарем.
На початку 20-х років XX ст. в Радянській Росії створюються підрозділи Державної санітарної служби, закладається законодавча основа їх діяльності. У 1922 р. на з'їзді санітарних лікарів України видатний вітчизняний гігієніст О. М. Марзєєв висловив пропозицію щодо організації санітарно-епідеміологічних станцій (СЕС) на місцях як основної ланки державної санепідемслужби (першу СЕС було створено в 1922 р. в Гомелі). Після прийняття відповідної постанови Ради Народних Комісарів України (1927) в республіці, а невдовзі на всій території Радянської Росії було створено обласні, міські та районні СЕС. Основним змістом діяльності СЕС у 20—30-ті роки була ліквідація важких санітарних наслідків громадянської війни, розробка і застосування рекомендацій з будівництва і реконструкції населених місць, вивчення та оздоровлення умов побуту та праці робітників металургійної, гірничодобувної та інших галузей промисловості, санітарний нагляд за будівництвом і експлуатацією водопровідно-каналізаційних споруд, очисткою населених місць, охороною чистоти повітря тощо. Велика увага приділялася підвищенню гігієнічної освіти та створенню санітарного активу серед населення країни.
У 30-ті роки склалася добре продумана система державного санітарного нагляду, розпочали працювати спеціально підготовані лікарі—гігієністи й епідеміологи, в 1931 р. в Московському, Київському та інших медичних інститутах було створено спеціалізовані санітарно-гігієнічні факультети. Організаційне становлення санітарної служби, формування профілактичного напрямку медичної науки і практики йшло за безпосередньої участі перших керівників охорони здоров'я СРСР М. О. Семашка (1874—1949) та 3. П. Соловйова (1876—1928). Успіхи санітарної служби цього періоду пов'язані з діяльністю вчених-гігієністів, зокрема О. М. Сисіна, О. О. Мінха, А. В. Молькова, Ф. Г. Кроткова та ін.
У період Великої Вітчизняної війни завдяки чіткій роботі СЕС, цивільних і військових санітарних лікарів та епідеміологів (серед них було багато українських учених-гігієністів та лікарів), попри важкі умови та чинники, які могли спричинити захворювання (переміщення великої кількості населення, значне погіршення побутових умов, харчування, водопостачання та ін.), ані в армії, ані серед цивільного населення не було зареєстровано великих епідемій і в цілому зберігалося санітарне благополуччя. Якщо в довоєнні роки в центрі досліджень наукових установ гігієнічного профілю та практичної діяльності санітарних лікарів були окремі прикладні питання охорони здоров'я та оздоровлення навколишнього середовища, то в умовах повоєнних років і передусім у 70—90-ті роки XX ст. та на межі тисячоліть великої актуальності та першочергового значення набуває вивчення та поглиблений аналіз з метою подальшого гігієнічного нормування впливу на стан здоров'я як окремих чинників навколишнього середовища, так і їх стійкого поєднання. Надзвичайно важливими постають питання гігієнічного регламентування вмісту різних речовин природного та антропогенного походження в ґрунті, воді, харчових продуктах, атмосферному повітрі та повітрі житлових приміщень. Значний внесок у розв'язання означених питань зробили видатні українські вчені-гігієністи Л. І. Медведь, Є. Г. Гончарук, Ю. І. Кундієв, Р. Д. Габович, М. П. Воронцов, О. О. Навака-тікян, І. М. Трахтенберг, А. М. Сердюк, В. Д.Ванханен, І. І. Даценко, А. М. Шевченко, В. Г. Бардов та ін.
Останніми роками на перший план як предмет сучасних наукових досліджень у галузі гігієни та санітарії виходять проблеми гігієни житлових та громадських будівель, медичної кліматології, профілактичної токсикології, охорони праці тощо. Розробка, виробництво та запровадження у повсякденну практику різноманітних хімічних речовин та сполук висуває у число пріоритетних завдання з вивчення закономірностей їх кругообігу, транслокації та акумуляції в різних компонентах біосфери і на цій підставі визначення ступеня негативного впливу на організм людини в цілому та окремі органи і системи зокрема.
Наслідки аварії на Чорнобильській АЕС та необхідність їх успішного подолання сприяють невпинному розвитку радіаційної гігієни, головним завданням якої є обґрунтування припустимих рівнів радіаційного забруднення навколишнього середовища, вивчення умов праці й стану здоров'я людей, які мають або мали контакт із джерелами іонізуючого випромінювання, створення комплексу захисних заходів, які б забезпечували безпечні умови життєдіяльності. Зрештою, слід зазначити, що в центрі уваги сьогоднішньої гігієни як науки знаходяться дослідження, що стосуються визначення ступеня екологічного навантаження на кожну конкретну людину в сучасних умовах, питання профілактики цілого розмаїття соціальне значущих захворювань і, отже, вдосконалення адаптаційних процесів, які відбуваються в організмі у зв'язку з необхідністю активного пристосування до умов перебування, проблеми гігієни дітей і підлітків, особистої І гігієни та формування здорового способу життя, психогігієни тощо.