La mise au point de cette méthode de traitement remonte à la fin du 19ème siècle, quand Pierre et Marie Curie découvrirent les corps radioactifs naturels (radium, polonium). Leurs travaux ont établi les bases de l'utilisation de la radioactivité dans le traitement des cancers (d'où le terme de curiethérapie). On utilise aujourd'hui des radioéléments plus faciles à manipuler que le radium, comme l'iridium 192 ou le césium 137.