早在1824年，就有人发现鱼肝油可以治疗佝偻病。1918年，英国的梅兰比爵士证实佝偻病是一种营养缺乏症，但他误认为是缺乏维生素A所致。后来，德国哥廷根大学的阿道夫·温道斯首先确定了维生素D的化学结构。他因为研究胆固醇的组成及其与维生素的关系，并发现维生素D而获得1928年的诺贝尔化学奖。
1921年麦克科伦姆命名了维生素D，从名字来看，这是人类发现的第四种维生素，但当时的人们还不知道，这种东西和其他维生素不同，因为只要有紫外线，人自己就可以合成维生素D。维生素D为固醇类衍生物，具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）。
现在，美国苏尔克研究所的罗纳德·伊万斯等人在《细胞》杂志发表论文称，一种维生素D衍生物（维生素D样药物）可以瓦解保护胰腺肿瘤的细胞屏障，使得这一坚不可摧的癌症对药物更敏感。这种维生素D衍生物能阻止纤维化过程，对于其他癌症，如肺癌、肾癌和肝癌等一些难治性肿瘤可能也具有重要的促进疗效的作用。
维生素D的多种新功能除了参与防治癌症外，维生素D还在多种疾病的防治和促进人的健康方面发挥作用，只是人们以前没有认识到。过去，人们发现维生素D缺乏与糖尿病存在某种关联，现在，新的研究发现维生素D还与感染和精神疾病有关。
1.维生素D有助婴儿抵抗呼吸道感染。美国奥克兰大学的格兰特等人对孕妇进行的一项研究发现，孕妇补充维生素D后，婴儿发生呼吸道感染的概率减少。
2.维生素D与多种精神疾病有关。伊朗伊斯法罕大学医学院的艾思迈尔扎德研究小组近期的研究发现，缺乏维生素D可能诱发人们患精神分裂症。维生素D缺失的个体患精神分裂症的风险是正常个体（维生素D水平充足的人）的两倍。