20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工业，属于厌氧发酵。

20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。这使有机酸、维生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。

如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵技术的基础上的。90年代，代谢控制发酵技术已经用于核苷酸、有机酸和部分抗生素的生产中。

20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的阶段。

20世纪80年代以来，随着学科之间的渗透和交叉，数学、动力学、化学工程原理和计算机技术开始被用于发酵过程的研究。

90年代以来，自动记录和自动控制发酵过程的全部参数已经被应用于生产。