Кафедра физиологии Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта начала формироваться в 1896 году как кабинет физиологии при биологической лаборатории Высших курсов физического образования.
Руководил кабинетом профессор медицины Иван Рамазович Тарханов.
 
В 1919 году, согласно Декрету Совета Народных Комиссаров от 22 октября, на базе Высших курсов был создан институт физического образования им. П.Ф. Лесгафта (позднее преобразованный в институт физической культуры, а в 1993 году – в академию). В этот период была учреждена кафедра физиологии – первая такого рода среди физкультурных вузов страны и мира.
 
Первые восемь лет кафедрой руководил крупнейший физиолог страны Леон Абгарович Орбели. Под его руководством были выполнены первые научно-исследовательские работы по влиянию физических нагрузок на организм. В то время физиология преподавалась по программе медицинских институтов: читались лекции и проводились лабораторные занятия по курсу общей физиологии с акцентом на раздел «Физиология мышц».