Особенное значение для развития экспериментальной психологии приобрели исследования Э.Г.Вебера, посвященные вопросу об отношении между приростом раздражения и ощущением, которые были затем продолжены, обобщены и подвергнуты математической обработке Г.Т.Фехнером (см. дальше). Этим трудом были заложены основы новой специальной области экспериментального психофизического исследования.
Результаты всех этих исследований объединил, отчасти дальше развил и систематизировал в психологическом плане в своих "Основах физиологической психологии" (1874) В.Вундт. Он собрал и усовершенствовал в целях психологического исследования методы, выработанные первоначально физиологами.
В 1861 г. В.Вундт изобретает первый элементарный прибор специально для целей экспериментального психологического исследования. В 1879 г. он организует в Лейпциге лабораторию физиологической психологии, в конце 80-х гг. преобразованную в Институт экспериментальной психологии. Первые экспериментальные работы Вундта и многочисленных учеников были посвящены психофизиологии ощущений, скорости простых двигательных реакций, выразительным движениям и т. д. Все эти работы были, таким образом, сосредоточены на элементарных психофизиологических процессах; они целиком еще относились к тому, что сам Вундт называл физиологической психологией. Но вскоре эксперимент, проникновение которого в психологию началось с элементарных процессов, лежащих как бы в пограничной между физиологией и психологией области, стал шаг за шагом внедряться в изучение центральных психологических проблем. Лаборатории экспериментальной психологии стали создаваться во всех странах мира. Э.Б.Титченер выступил пионером экспериментальной психологии в США, где она вскоре получила значительное развитие.
Экспериментальная работа стала быстро шириться и углубляться. Психология превратилась в самостоятельную, в значительной мере экспериментальную науку, которая все более строгими методами начала устанавливать новые факты и вскрывать новые закономерности. За несколько десятилетий, прошедших с тех пор, фактический экспериментальный материал, которым располагает психология, значительно возрос; методы стали разнообразнее и точнее; облик науки заметно преобразился. Внедрение в психологию эксперимента не только вооружило ее очень мощным специальным методом научного исследования, но и вообще иначе поставило вопрос о методике психологического исследования в целом, выдвинув новые требования и критерии научности всех видов опытного исследования в психологии. Именно поэтому введение экспериментального метода в психологию сыграло такую большую, пожалуй, даже решающую роль в оформлении психологии как самостоятельной науки.
Наряду с проникновением экспериментального метода значительную роль в развитии психологии сыграло проникновение в нее принципа эволюции.
Эволюционная теория современной биологии, распространившись на психологию, сыграла в ней двойную роль: во-первых, она ввела в изучение психических явлений новую, очень плодотворную точку зрения, связывающую изучение психики и ее развития не только с физиологическими механизмами, но и с развитием организмов в процессе приспособления к среде. Еще в середине XIX в. Г.Спенсер строит свою систему психологии, исходя из принципа биологической адаптации. На изучение психических явлений распространяются принципы широкого биологического анализа. Сами психические функции в свете этого биологического подхода начинают пониматься как явления приспособления, исходя из той роли функции, которые они выполняют в жизни организма. Эта биологическая точка зрения на психические явления получает в дальнейшем значительное распространение. Превращаясь в общую концепцию, не ограничивающуюся филогенезом, она вскоре обнаруживает свою ахиллесову пяту, приводя к биологизации человеческой психологии.