原子核內粒子的的弱相互作用導致了原子核的不穩定性，同時控制著原子核的衰變或放射性，被稱為β衰變。1933年，費米建立的β衰變理論把粒子間的相互作用延伸到弱相互作用，從而開闢了弱相互作用的研究。當時，費米的弱相互作用理論在低能情況下非常成功，但在高能狀況下該理論並不完全適用。
1954年，華裔美國科學家楊振寧（1922- ）和米爾斯（Robert L.Mills，1927-1999）提出了著名的楊-米爾斯理論，將電磁場的局域規範對稱推廣到非阿貝爾群，但非線性的規範場當時並沒有在實驗中觀察到。
1956年之前，科學家們認為物理定律應分別服從C（電荷）、P（宇稱）和T（時間）的對稱。C對稱指對於粒子和反粒子定律相同；P對稱指對於任何情景和它的鏡像定律不變；T對稱指對於前進或後退的時間方向定律相同。
1956年，華裔美國科學家李政道（1926- ）、楊振寧在分析最輕的奇異粒子衰變時遇到了難題，提出弱作用下宇稱（P）可能不守恆的假說。這個假說1957年被吳健雄等人的實驗及其他實驗證實。這些實驗同時也證實了在弱作用下電荷共軛宇稱不守恆。這一發現促使人們注意到弱相互作用和電磁相互作用之間有某種共同點，從而進一步考慮兩者之間的統一性。不久，確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用於所有的弱作用過程，被稱為普適費米型弱相互作用理論。
美國科學家格拉肖（Sheldom Lee Glashow）是最早涉足弱力和電磁力統一研究領域的。弱力的強度只有電磁力的千分之一，它們是完全不同的兩種自然力。
1961年，格拉肖提出：弱力和電磁力的雖然似乎沒有相似之處，但可以從用數學方式對這兩種自然力的描述中看出它們在某些方面的相似性，弱力和電磁力的統一併不是沒有可能的。格拉肖巧妙地運用"規範場"的方法 （應用了楊-米爾斯理論），搭起了統一弱力和電磁力的框架。但格拉肖無法解釋的是：弱力的作用非常微小，傳遞弱力的粒子卻很重，它的質量約為質子質量的幾十倍到百倍。為何"傳遞子"具有那麼巨大的質量呢?
美國科學家溫伯格（Steven Weinberg）在研究自然力的統一問題時也遇到了同樣的問題。他注意到英國物理學家赫格斯在一篇論文中的論述：利用真空的某些性質可使本來沒有質量的規範場獲得質量。溫伯格受到很大啟發，運用這種思路在1967年成功地把弱力和電磁力統一起來。與此同時，巴基斯坦科學家薩拉姆（Abdus Salam，1926-1996）的研究也獲得了類似的結果。他闡明瞭作為規範場粒子是可以有靜止質量的，計算出這些靜止質量同弱作用耦合常數以及電磁作用耦合常數的關係。
溫伯格和薩拉姆的理論只適用於一類基本粒子，有一定的侷限性。1970年，格拉肖將這一概念作了推廣，證明了亞核粒子的某種數學性質（稱之為粲）能夠將電磁力和弱力之間的這種聯繫推廣到所有的基本粒子。
弱電統一理論中預言了弱中性流的存在，即在反應過程中入射粒子和出射粒子之間沒有電荷交換，但當時實驗上並沒有觀察到弱中性流的現象。1973年，美國費米實驗室和歐洲核子中心在實驗中相繼發現了弱中性流，弱電統一理論引起了重視。
弱電統一理論認為：弱力和電磁力實際上是同一種力——電弱力的不同表現。驗證這一理論，需要在實驗中尋找產生弱作用傳播子W±和Z0，這就要求：對撞的粒子必須具有足夠高的能量，以便有可能產生重質量粒子W±和Z0；碰撞的次數必須足夠多，才會有機會觀測到極為罕見的特殊情況。魯比亞（Carlo Rubbia）和範德梅爾（Simon Van Der Meer）分別在發現弱作用傳播子W±和Z0的大規模實驗方案中所起了決定性的作用。
魯比亞建議將歐洲核子中心（CERN）最大的質子同步加速器（SPS）作為正反質子的儲存環。質子束和反質子束在儲存環中沿相反方向作環形運動，然後在特定位置相互碰撞。在SPS存儲環的周邊上安排有兩個碰撞點，碰撞點周圍裝有巨大的探測系統，可以記錄碰撞生成的粒子的信息，從而進行尋找弱作用傳播子W±和Z0（也稱為中間玻色子）的實驗。
範德梅爾提出了隨機冷卻的方法，可以使粒子束得到“冷卻”提高束流密度，進而提高對撞機的亮度，使實驗發現W±和Z0粒子成為可能。
1983年1月20-21日，在歐洲核子中心的質子-反質子對撞機上工作的兩個實驗組分別宣佈發現了特性與弱電統一理論所期待的完全相符的（W±）。由於產生Z0的機會要比產生W±的機會小10倍，在花費4個月時間後想辦法將加速器束流的亮度提高了10倍。1983年5月4日，魯比亞的實驗組終於找到了Z0的第一個事例。W±和Z°粒子的發現及其性質最終確定了弱電統一理論的正確性，對揭示弱作用本質有重大意義。
弱電統一理論使現存的四種基本相互作用實現了部分統一。儘管弱電統一理論距離愛因斯坦所設想的包括引力場在內的統一場論還很遠，但終究使人類在揭示自然奧秘的征途中又前進了一大步。
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