人類發現的第一個神經營養因子——神經生長因子（ Nerve Growth Factor, NGF ）首先是由意大利神經科學家 Rita Levi-Montalcini 和美國生物化學家 Stanley Cohen 于 1956 年分離成功； Cohen 還意外發現了另一種能促進表皮細胞生長、增殖和分化的生長因子，因而將該因子命名為表皮生長因子（ Epidermal Growth Factor, EGF ）。為此， Levi-Montalcini 和 Cohen 于 1986 年共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。
神經生長因子的發現過程可追溯到 20 世紀 20~30 年代。美國神經科學家 Samuel Randall Detwiler 和美國胚胎學家 Viktor Hamburger 那時就已發現神經元所支配的靶細胞在神經元存活中具有重要作用。他們觀察到，兩棲動物胚胎背根神經節中的感覺神經元數量可因移植外加的肢芽（ limb bud, 指胚體外側壁在將來發生四肢的區域向外膨出而形成的隆起）到靶細胞中而增加。相反，神經元數量可因去除正常的靶細胞而明顯減少。他們認為，由靶細胞引起的神經元數量改變是靶細胞影響成神經細胞增生與分化的反映。但在 40 年代，這種解釋受到意大利年輕的神經科學工作者 Rita Levi-Montalcini 的質疑，因為在她的實驗中，她驚奇地發現在胚胎的發育過程中神經元死亡是完全正常的事。