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心脏瓣膜外科的历史大约始于100年前，当时风湿热非常盛行，人们对于风湿热所致的二尖瓣狭窄缺乏有效的治疗方法。Lauder Brunton医师认为，外科手术可能会极大地改善严重心脏瓣膜疾病患者的预后。1902年，Brunton医师在柳叶刀杂志上撰文提出可通过外科手术扩大狭窄的二尖瓣口。
心脏瓣膜手术的第一次尝试是1913年7月13日由Theodore Tuffier完成的。Tuffier医师试图用他的手指将升主动脉壁压陷以触及狭窄的主动脉瓣从而达到扩张的目的。传说他的手术获得了成功，而且他的患者顺利康复出院。
1923年5月20日，Eliott Cutler应用一种特殊的瓣膜刀为一名12岁的小女孩施行了二尖瓣狭窄交界切开术并获得了成功。不幸的是，此后Cutler医师的患者死亡率很高，不久他放弃了这种术式。
1925年5月6日，一位名叫Henry Session Souttar的英国医师在伦敦采取了一种新颖的外科方法治疗二尖瓣狭窄，即瓣叶交界分离术：术中将食指插入左心房，松解融合的瓣叶交界，通过用手指撕裂交界的办法，成功地为一名年轻女性患者施行了二尖瓣交界分离术。但有学者谴责Scouttar医师的手术毫无意义。尽管术后患者的临床症状好转，心功能得到改善，但仍没能改变人们对该术式的错误观念。此后，Scouttar医师未再进行其他类型有关二尖瓣狭窄手术方式的研究，也没有再做这种手术。
20多年后，1947年12月4日，Thomas Holmes Sellers医师在伦敦通过由右心室导入剪刀完成了首例肺动脉瓣切开术。费城的Charles Philamore Bailey医师和波士顿的Dwight Emary Harken医师分别于1948年6月10日和16日独立成功完成了1例二尖瓣交界分离术。在欧洲，伦敦温布尔顿的Claude Baron Brock医师于1948年9月16日完成了其首例二尖瓣交界分离术。
最早用外科手术治疗多瓣膜疾病的是Trace等人。1952年5月2日Trace医师先为一名24岁的女性患者行二尖瓣交界切开术，由于患者右心房严重扩大，术后恢复不好，遂于2周后又行三尖瓣交界切开术，术后患者恢复良好，且术后1年随访仍保持良好。
1954年Hufnagel医师在《外科》杂志上发表了一篇论文，报道从1952年12月开始为23位主动脉瓣关闭不全的患者施行人工球笼瓣主动脉瓣替换术。在前10例患者中有4例死亡，后13例中2例死亡。Hufnagel医师将球笼瓣用多点固定环固定在主动脉上以确保人工瓣膜不脱落。在体外循环和将人工瓣膜缝在主动脉瓣环位置上的方法出现之前，该术式是唯一的治疗主动脉瓣关闭不全的外科术式。
Brofman医师于1953年行二尖瓣和三尖瓣交界切开术。Likoff等医师于1955年发表了74例主动脉瓣和二尖瓣交界切开术及术后2年随访情况的论文。Lillehei医师是报道在体外循环下行多瓣膜损伤修复术的第一人。他于1956年5月23日成功为一位52岁患有二尖瓣狭窄和主动脉瓣狭窄并关闭不全的男性患者行二尖瓣交界切开术和主动脉瓣成形术。Borman医师于1973年10月为一名4个瓣膜均狭窄的12岁以色列小女孩施行了4个瓣膜交界切开术。