法国人从中世纪以来都会使用法国紫丁香治疗疾病，当地民间也一直有用紫丁香治疗多尿症（糖尿病典型症状）的经验。
1918 年，Watanabe 将法国紫丁香的提取物注射给大鼠，发现其具有降低大鼠血糖的神奇功效。
1922 年，二甲双胍被首次确认并记录在科学文献中，Emil Werner 和 James Bell 首次进行了合成。
1929 年，Slotta 和 Tschesche 发现二甲双胍是双胍类化合物中降糖效果最值得关注的成分。由于当时降血糖的大明星是胰岛素，二甲双胍只能作为二三线药物又蛰伏了十几年。
1950 年，法国糖尿病学家 Jean Sterne 在求学时开始研究山羊豆碱（紫丁香提取物）的降血糖活性。后来，在巴黎的 Aron 实验室 Sterne 受 Gracia 研究报告的启发，开始深入研究二甲双胍及双胍类似物。1957 年 Sterne 发表了他的研究成果，并将二甲双胍命名为「Glucophage」（意译为，噬糖者）。
1958 年，二甲双胍被英国国家处方集收录，并由 Aron 子公司在英法开始销售。苯乙双胍在美国和北欧国家上市，丁双胍则在德国上市。1960 年后的十年，苯乙双胍因其强效的降糖能力，一跃成为明星药物，但是医生们也逐渐发现了双胍类引起乳酸中毒的副作用以及较高的死亡率。20 世纪七十年代，苯乙双胍和丁双胍黯淡退市，二甲双胍也受到了质疑。
二甲双胍之父 Sterne 并没有气馁，对二甲双胍的副作用进行了不懈的探索。在对其副作用的顾虑被一项项临床研究击破后，1994 年，二甲双胍被 FDA 批准用于 2 型糖尿病。
一项从 1977 年开始到 1997 年结束并随访十年的英国糖尿病前瞻性研究（UKPDS）是二甲双胍以及人类糖尿病治疗史中里程碑式的研究，它奠定了二甲双胍治疗 2 型糖尿病（T2DM）的巨星地位。
1995 年 3 月后，由 BMS 授权生产的 Glucophage 成为了全美最畅销的二甲双胍制剂。
除了降血糖以外，越来越多的研究表明二甲双胍还具有其他很多种作用，甚至包括抗衰老和预防癌症。
多囊卵巢综合征（PCOS）
2013 年美国内分泌学会《多囊卵巢综合征治疗指南》指出二甲双胍可用于预防 PCOS 患者在接受体外受孕治疗中卵巢过度刺激综合征得发生。对于合并糖耐量受损或代谢综合征且单纯生活方式调整无效的 PCOS 患者，建议加用二甲双胍。若患者不能服用激素避孕药或对其不耐受，可以考虑将二甲双胍作为调整月经周期的二线用药。
2015 年中华医学会生殖医学分会发布的关于辅助生殖促排卵药物治疗专家共识指出：推荐二甲双胍用于糖耐量异常和胰岛素抵抗进行助孕的患者。
肥胖
至少 50% 的 PCOS 女性为肥胖，二甲双胍有助于实现体重减轻或加强通过限制热量所获得的体重减轻。同时对于 T2DM 的肥胖患者，二甲双胍有助于减轻体重。
抗衰老和预防癌症
2013 年，发表在 Nature Communications 上的一项研究显示，在中年时定时给予小剂量的二甲双胍，可延长小鼠寿命。2015 年发表在 PNAS 和 The Biochemical Journal 的论文显示二甲双胍可延长线虫寿命。
2005 年，Evans 等报道服用二甲双胍的 T2DM 患者发生癌变的可能性降低。2006 年加拿大阿尔伯塔大学的研究者报道，正服用二甲双胍的 T2DM 患者癌症相关死亡率可能低一些。
其他
实验室研究发现，二甲双胍尚有降低子痫发生风险、治疗子宫内膜异位症、预防子宫内膜癌、预防卵巢癌等作用，但目前未有临床研究予以确认，仍需进一步探索。
