Nic ciekawego nie Wyraz pochodzi z greki. ἔνδον (endon) oznacza „wewnątrz”, σύν (syn) – „razem”, βίωσις (biosis) zaś – „życie”). Teorię tę zaprezentował po raz pierwszy rosyjski botanik Konstantin Mierieżkowski w 1905[3][4]. Mierieżkowski zapoznał się z pracą innego botanika Andreasa Schimpera, który zaobserwował w 1883 podział chloroplastu w roślinie zielonej, podział znacznie przypominający ten spotykany u wolno żyjących sinic. Naukowiec ten zaproponował wstępnie w formie przypisu, że rośliny zielone powstały na skutek symbiozy dwóch organizmów[5].
W latach 20. XX wieku Ivan Wallin rozszerzył ten pomysł endosymbiotycznego pochodzenia na mitochondria[6]. Teorie te początkowo odrzucano bądź ignorowano. Dokładniejsze badania porównawcze pomiędzy sinicami i chloroplastami z użyciem mikroskopii elektronowej (jak choćby prace Hansa Risa[7]) łączyły się w całość z odkryciem, że plastydy i mitochondria posiadają swe własne DNA[8] (na tym etapie rozpoznane jako materiał dziedziczny organizmów), doprowadziły one do przywrócenia hipotezy w latach sześćdziesiątych.
Teoria endosymbiozy posunęła się do przodu i została poparta argumentami natury mikrobiologicznej w pracy Lynn Margulis z 1967, noszącej tytuł The Origin of Mitosing Eukaryotic Cells („Powstanie dzielących się mitotycznie komórek eukariotycznych”)[9]. W jej pracy z 1981 Symbiosis in Cell Evolution („Symbioza w ewolucji komórek”) argumentowała, że komórki eukariotyczne powstały ze zbiorowisk wpływających na siebie wzajemnie jednostek, wliczając w to endosymbiotyczne krętki, które rozwinęły się w eukariotyczne witki i rzęski. Ten ostatni pomysł nie zdobył sobie znacznej akceptacji, ponieważ wić nie posiada DNA ani nie wykazuje podobieństw ultrastrukturalnych z bakteriami czy archeonami. Zgodnie z pracą Margulis i Sagana[10] „życie nie przejęło globu poprzez walkę, ale przez tworzenie powiązań”, choćby przez współpracę. Rozważano także możliwość endosymbiotycznego pochodzenia peroksysomów, choć nie mają one DNA. Christian de Duve zaproponował, że mogą one być pierwszymi endosymbiontami, pozwalającymi komórkom wytrzymywać wzrastające ilości tlenu w ziemskiej atmosferze. Obecnie wydają się jednak tworzonymi de novo, niezgodnie z pomysłem ich symbiotycznego rodowodu. Chocby praca Gabaldón i współpracowników z 2006 podaje dowody przeciwko endosymbiotycznemu pochodzeniu peroksysomów, zamiast tego sugerując ich wyewoluowanie z siateczki śródplazmatycznej[11].
Panuje pogląd, że przez tysiąclecia część DNA endosymbiontów została przetransportowana do jądra komórki ich gospodarza podczas ewolucyjnego przejścia od symbiotycznej wspólnoty organizmów do komórki eukariotycznej (seryjna endosymbioza).