No século II D.C., Galeno dissecou quase tudo, macacos e porcos, aplicando depois os resultados obtidos na anatomia humana, quase sempre corretamente; contudo, alguns erros foram inevitáveis devido à impossibilidade de confirmar os achados em cadáveres humanos. Galeno desenvolveu assim mesmo a doutrina da "causa final", um sistema teológico que requeria que todos os achados confirmassem a fisiologia tal e qual ele a compreendia. Porém não chegaram até nós as ilustrações anatômicas do período clássico, sendo as "séries de cinco figuras" medievais dos ossos, veias, artérias, órgãos internos e nervos são provavelmente cópias de desenhos anteriores. Invariavelmente, as figuras são representadas numa posição semelhante a de uma rã aberta, para demonstrar os diversos sistemas, às vezes, se agrega uma sexta figura que representa uma mulher grávida e órgãos sexuais masculinos ou femininos. Nos antigos baixos-relevos, camafeus e bronzes aparecem muitas vezes representações de esqueletos e corpos encolhidos cobertos com a pele (chamados lêmures), de caráter mágico ou simbólico mais que esquemático e sem finalidade didática alguma. 

    Parece que o estudo da anatomia humana recomeçou mais por razões práticas que intelectuais. A guerra não era um assunto local e se fez necessário dispor de meios para repatriar os corpos dos mortos em combate. O embalsamento era suficiente para trajetos curtos, mas as distâncias maiores como as Cruzadas introduziram a prática de "cocção dos ossos". A bula pontifica De sepulturis de Bonifácio VIII (1300), que alguns historiadores acreditaram equivocadamente proibir a dissecção humana, tentava abolir esta prática. O motivo mais importante para a dissecação humana, foi o desejo de saber a causa da morte por razões essencialmente médico-legais, de averiguar o que havia matado uma pessoa importante ou elucidar a natureza da peste ou outra enfermidade infecciosa. O verbo "dissecar" era usado também para descrever a operação cesariana cada vez mais freqüente. A tradição manuscrita do período medieval não se baseou no mundo natural. AS ilustrações anteriores eram aceitas e copiadas. Em geral, a capacidade dos escritores era limitada e ao examinar a realidade natural, introduziram pelo menos alguns erros tanto de conceito como de técnica. As coisas "eram vistas" tal qual os antigos e as ilustrações realistas eram consideradas como um curto-circuito do próprio método de estudo. 

    A anatomia não era uma disciplina independente, mas um auxiliar da cirurgia, que nessa época era relativamente grosseira e reunia sobre todo conhecer os pontos apropriados para a sangria. Durante todo o tempo que a anatomia ostentou essa qualidade oposta à prática, as figuras não-realistas e esquemáticas foram suficientes. O primeiro livro ilustrado com imagens impressas mais do que pintadas foi a obra de Ulrich Boner Der Edelstein. Foi publicada por Albrecht Plister em Banberg depois de 1460 e suas ilustrações foram algo mais que decorações vulgares. Em 1475, Konrad Megenberg publicou seu Buch der Natur, que incluía várias gravuras em madeira representando peixes, pássaros e outros animais, assim como plantas diversas. Essas figuras, igual a muitas outras pertencentes a livros sobre a natureza e enciclopédias desse período, estão dentro da tradição manuscrita e são dificilmente identificáveis. 

    Dentre os muitos fatores que contribuíram para o desenvolvimento da técnica ilustrativa no começo do século XVI, dois ocuparam lugar destacado: o primeiro foi o final da tradição manuscrita consistente em copiar os antigos desenhos e a conversão da natureza em modelo primário. Chegou-se ao convencimento de que o mais apropriado para o homem era o mundo natural e não a posteridade. O escolasticismo de São Tomás de Aquino havia preparado inadvertidamente o caminho através da separação entre o mundo natural e o sobrenatural, prevalecendo a teologia sobre a ciência natural. O segundo fator que influiu no desenvolvimento da ilustração científica para o ensino foi a lenta instauração de melhores técnicas. No começo os editores, com um critério puramente quantitativo, pensaram que com a imprensa poderiam fazer grande quantidade de reproduções de modo fácil e barato. Só mais tarde reconheceram a importância que cada ilustração fosse idêntica ao original. A capacidade para repetir exatamente reproduções pictóricas, daquilo que se observava, constituiu a característica distinta de várias disciplinas científicas, que descartaram seu apoio anterior à tradição e aceitação de uma metodologia, que foi descritiva no princípio e experimental mais tarde. 

    As primeiras ilustrações anatômicas impressas baseiam-se na tradição manuscrita medieval. O Fasciculus medicinae era uma coleção de textos de autores contemporâneos destinada aos médicos práticos, que alcançou muitas edições. Na primeira ( 1491) utilizou-se a xilografia pela primeira vez, para figuras anatômicas. As ilustrações representam corpos humanos mostrando os pontos de sangria, e linhas que unem a figura às explicações impressas nas margens. As dissecações foram desenhadas de uma forma primitiva e pouco realista. Na Segunda edição (1493), as posições das figuras são mais naturais. Os textos de Hieronymous Brunschwig (cerca de 1450-1512) continuaram utilizando ilustrações descritivas. O capítulo final de uma obra de Johannes Peyligk (1474-1522) consiste numa breve anatomia do corpo humano como um todo, mas as onze gravuras de madeira que inclui são algo mais que representações esquemáticas posteriores dos árabes. Na Margarita philosophica de George Reisch (1467-1525), que é uma enciclopédia de todas as ciências, forma colocadas algumas inovações nas tradicionais gravuras em madeira e as vísceras abdominais são representadas de modo realista. Além desses textos anatômicos destinados especificamente aos estudantes de medicina e aos médicos, foram impressas muitas outras páginas com figuras anatômicas, intituladas não em latim (como todas as obras para médicos), mas sim em várias línguas vulgares. Houve um grande interesse, por exemplo, na concepção e na formação do feto humano. O uso freqüente da frase "conhece-te a ti mesmo" fala da orientação filosófica e essencialmente não médica. A "Dança da Morte" chegou a ser um tem muito popular, sobretudo nos países de língua germânica, após a Peste Negra e surpreendentemente, as representações dos esqueletos e da anatomia humana dos artistas que as desenharam são melhores que as dos anatomistas.

    Quando os anatomistas puderam representar de modo realista os conhecimentos anatômicos corretos, se iniciou em toda Europa um período de intensa investigação, sobretudo no norte da Itália e no sul da Alemanha. O melhor representante deste grupo é Jacob Berengario da Capri (+1530), autor dos Commentaria super anatomica mundini (1521), que contém as primeiras ilustrações anatômicas tomadas do natural. Em 1536, Cratander publicou em Basiléia uma edição das obras de Galeno, que incluía figuras, especialmente de osteologia, feitas de um modo muito realista. A partir de uma data tão cedo como 1532, Charles Estienne preparou em Paris uma obra em que ressaltava a completa representação pictórica do corpo humano.

    Vesálio relatou sua surpresa ao encontrar inúmeros erros nas obras de Galeno, e temos que ressaltar a importância de sua negativa em aceitar algo só por tê-lo encontrado nos escritos do grande médico grego. Sem dúvida, apesar de Ter desmentido a existência dos orifícios que Galeno afirmava existir comunicando as cavidades cardíacas, foi de todas as maneiras um seguidor da fisiologia galênica. Foram engrandecidas as diferenças que separavam seu conhecimento anatômico do de Galeno, começando pelo próprio Vesálio. Talvez pensasse que uma polêmica era um modo de chamar atenção. Manteve depois uma disputa acirrada com seu mestre Jacques du Bois (ou Sylvius na forma latina), que foi um convencido galenista cuja única resposta, ante as diferenças entre algumas estruturas tal como eram vistas por Vesálio e como as havia descrito Galeno, foi que a humanidade devia tê-lo mudado durante esses dois séculos. Vesálio tinha atribuído o traçado das primeiras figuras a um certo Fleming, mas na Fabrica não confiou em ninguém, e a identidade do artista ou artistas que colaboraram na sua obra tem sido objeto de grande controvérsia, que se acentuou ante a questão de quem é mais importante, se o artista ou o anatomista. Essa última foi uma discussão não pertinente, já que é óbvio que as ilustrações são importantes precisamente porque juntam uma combinação de arte e ciência, uma colaboração entre o artista e o anatomista. As figuras da Fabrica implicam em tantos conhecimentos anatômicos que forçosamente Vesálio devia participar na preparação dos desenhos, ainda que o grau de refinamento e do conhecimento de técnicas novas de desenho, também para os artistas do Renascimento, excluem também que fora o único responsável. Até hoje é discutido se Jan Stephan van Calcar (1499-1456/50), que fez as primeiras figuras e trabalhou no estúdio de Ticiano na vizinha Veneza, era o artista. De qualquer maneira, havia-se encontrado uma solução na busca de uma expressão pictórica adequada aos fenômenos naturais.

    No século XVII foram efetuadas notáveis descobertas no campo da anatomia e da fisiologia humana. Francis Glisson (1597-1677) descreveu em detalhes o fígado, o estômago e o intestino. Apesar de seus pontos de vista sobre a biologia serem basicamente aristotélicos, teve também concepções modernas, como a que se refere aos impulsos nervosos responsáveis pelo esvaziamento da vesícula biliar. Thomas Wharton (1614-1673) deu um grande passo ao ultrapassar a velha e comum idéia de que o cérebro era uma glândula que secretava muco (sem dúvida, continuou acreditando que as lágrimas se originavam ali). Wharton descreveu as características diferenciais das glândulas digestivas, linfáticas e sexuais. O conduto de evacuação da glândula salivar submandibular conhece-se como conduto de Wharton. Uma importante contribuição foi distinguir entre glândulas de secreção interna (chamadas hoje endócrinas), cujo produto cai no sangue, e as glândulas de secreção externa (exócrinas), que descarregam nas cavidades. Niels Steenson em 1611 estabeleceu a diferença entre esse tipo de glândula e os nódulos linfáticos ( que recebiam o nome de glândula apesar de não formar parte do sistema). Considerava que as lágrimas provinham do cérebro. A nova concepção dos sistemas de transporte do organismo que se obteve graças às contribuições de muitos investigadores ajudou a resolver os erros da fisiologia galênica referentes à produção de sangue. Gasparo Aselli (1581-1626) descobriu que após a ingestão abundante de comida o peritônio e o intestino de um cachorro se cobriam de umas fibras brancas que, ao serem seccionadas, extravasavam um líquido esbranquiçado. Tratava-se dos capilares quilíferos. Até a época de Harvey se pensava que a respiração estimulava o coração para produzir espíritos vitais no ventrículo direito. Harvey, porém, demonstrou que o sangue nos pulmões mudava de venoso para arterial, mas desconhecia as bases desta transformação. A explicação da função respiratória levou muitos anos, mas durante o século XVII foram dados passos importantes para seu esclarecimento. Robert Hook (1635-1703) demonstrou que um animal podia sobreviver também sem movimento pulmonar se inflássemos ar nos pulmões. Richard Lower (1631-1691) foi o primeiro a realizar transfusão direta de sangue, demonstrando a diferença de cor entre o sangue arterial e o venoso, a qual se devia ao constato com o ar dos pulmões. John Mayow (1640-1679) afirmou que a vermelhidão do sangue venoso se devia à extração de alguma substância do ar. Chegou à conclusão de que o processo respiratório não era mais que um intercâmbio de gases do ar e do sangue; este cedia o espírito nitroaéreo e ganhava os vapores produzidos pelo sangue. Em 1664 Thomas Willis (1621-1675) publicou De Anatomi Cerebri (ilustrado por Christopher Wren e Richard Lower), sem dúvida o compêndio mais detalhado sobre o sistema nervoso. Seus estudos anatômicos ligaram seu nome ao círculo das artérias da base do cérebro, ao décimo primeiro par craniano e também a um determinado tipo de surdez. Contudo, sua obsessão em localizar no nível anatômico os processos mentais o fez chegar a conclusões equívocas; entre elas, que o cérebro controlava os movimentos do coração, pulmões, estômago e intestinos e que o corpo caloso era assunto da imaginação.