美国的威廉·莫顿（1819—1868）以牙医为业，专事镶牙。镶牙前得先拔出旧牙根。在没有有效麻醉剂之前，拔牙会使患者痛苦不堪。1842—1843年，莫顿曾与比他稍年长的霍勒斯。威尔斯合作研究麻醉，但无结果。由于双方均未因合作而获利，于是两人便于1843年末分道扬镳。
1799年，英国化学家戴维首先发现笑气（氧化亚氮）有一定的麻醉作用，他曾赋诗描述它使人情不自禁发笑的有趣情景。这一消息传到美国后，于1844年在该国东北部的康涅狄克州哈尔福特城街头贴出这样的广告：“欢迎自愿者吸入笑气。”原来，是一个名叫科尔顿的化学家要进行公开表演：说谁吸入了他的笑气，就会发笑，然后失去知觉而昏昏入睡。1844年12月10日，公开表演在该城哈佛联合厅进行。一位名叫库利的店员自告奋勇吸入笑气后，立即兴奋起来，失去控制，去攻击维持秩序的人，边跑边叫，一不小心被椅子绊倒，腿受了重伤，但仍不觉疼痛。科尔顿的公开表演成功了。
在同一时期前后，威尔斯也把笑气作麻醉剂进行试验，他在康涅狄克州的哈特福德医疗中取得成功；但他在波士顿的一次公开表演中却遭到失败，被人们当作骗子，这是由于他所用剂量不够的缘故。由此看来笑气作麻醉剂并不理想。于是人们又开始另找好的麻醉剂。在这种情况下，莫顿向化学教授查尔斯·杰克逊请教。
杰克逊是一位学识渊博的医生和科学家。他向莫顿谈起了一次偶然事件：一次他在作化学实验时，不慎吸入了一大口氯气，为了解毒，他又立即吸入一大口乙醚，不料，他这时感到浑身松软，不一会便失去了知觉，直至很久才醒来。他建议莫顿试用乙醚。乙醚具有麻醉等性质，早在三百多年前就被著名的瑞士医生和“炼金家”巴拉塞尔士所发现，在19世纪初还出现过类似内容的报告。但是杰克逊和任何论述乙醚的人都没有将乙醚用于外科手术。
莫顿接受了杰克逊的建议，认为乙醚可能是大有前途的麻醚剂。于是他开始用动物（包括他的爱犬）试验，然后用自己的身体试验，均获成功，但尚未实际用于外科手术。又是一个偶然的机会来到了。1846年9月3日，一个名叫埃本·弗罗斯特的人奔进莫顿的办公室。他对莫顿说牙疼痛难忍，非拔不可，情愿接受能缓解拔牙疼痛的任何疗法。于是莫顿给他吸入乙醚，随后给他拔了牙。埃本·弗罗斯特恢复知觉时说，他未感到任何疼痛。莫顿的乙醚麻醉剂取得了成功。
1846年10月6日，莫顿又作了乙醚麻醉的公开表演，从此这一麻醉技术得到了广泛的应用。
莫顿为自己的发明发现申请了专利，并得到10万美元的奖金。可悲的是，威尔斯和杰克逊却妒火中烧，与他争讼发明权达20年之久。结果威尔斯自杀，杰克逊得了精神病。莫顿于1868年也因脑溢血而死，时年才49岁。
克劳福德·朗是佐治亚的一名医生，1842年他就在外科手术中使用过乙醚，比莫顿的表演早四年，但1849年他才发表试验结果，此时莫顿的表演已广为人知。1853年，斯诺医生用麻醉剂为维多利亚女王施行了无痛分娩手术。此前1847年1月，苏格兰人辛普森也用乙醚做过这种无痛分娩手术；同年，他还发明了用氯仿麻醉的方法。其后，麻醉剂传遍欧美以至全世界。
乙醚是一种疗效惊人、用途多样化的药品，它的使用使外科手术发生了革命。虽然今天在极个别情况下可找到比乙醚更理想的药物或复合药物，但乙醚仍是最常用的麻醉剂。尽管它有易燃和恶心这一副作用等缺点，但药无完药，它仍是曾发明的用途最多的麻醉剂。它便于运输，融安全性和有效性于一体。面对后人得到的利益，当年心灰意冷、穷困潦倒而死的莫顿若在下有知，应当感到欣慰。
在麻醉剂发明之前，如果有人要拔牙或截肢，医生为了减轻病人的痛苦，会用上五花八门的手段，比如催眠、冰敷、草药、荨麻，或者注射威士忌等等，就差一闷棍把病人打昏了。但没有一种手段是既无痛又有效的。所以当时的外科手术都在医院僻静的角落里进行，以免让人听到病人撕心裂肺的惨叫声。对此，人们束手无策，以致在1839年外科医生维尔普曾断言：“要想开刀不痛，那是妄想；至今还要继续研究，实属荒唐。”这说明他除了对中国麻醉药已经发明的无知和对人类智慧的蔑视外，还说明莫顿等人发明的麻醉剂是何等重要！
是的，西药麻醉剂的发明是医学上的里程碑。美国哈特在《历史上最有影响的100人》一书中介绍排名第56的莫顿时，这样谈到了麻醉剂的重要性：“没有麻醉，精细或长时间的手术就无法进行，甚至连简单的手术也经常退避三舍，贻误病人，以至宝刀空攥，望病兴叹”，这是很恰当的。因此，人们献给莫顿的碑文是：“了却一切外科苦，麻醉济生君勋殊。往昔手术撕心碎，君握科学解病除。”
其后，人们对麻醉药又进行了深入研究。
首先，在麻醉药的品种上，人们试验了几千种药物，以期找到更好的麻醉剂。例如，1904年发现的局部麻醉药普鲁卡因，其毒性就比以往用的局部麻醉药小得多。但由于腰脊针刺断针的问题没有解决，影响了使用，直到20世纪50年代以后不锈钢针的出现，才使此药大量应用。此外，人们还在乙醚、氯仿等麻醉剂中，混入一定量的氧气以减轻其毒性。60年代又根据生理学家的建议，加入3％～7％的二氧化碳，以加深其呼吸作用。同时，还发现丙烷等药物不刺激人体黏膜，对肌肉松弛作用较好。1942年，发现古老的箭毒即马钱子，它是属植物的提取物，被用于麻醉，对肌肉的松弛很有效。寻找到使肌肉松弛的药物是20世纪麻醉学中最突出的进展，直到目前还在不断改进。
其次，麻醉的方法也在不断改进。从当初的涂抹、肌肉注射、呼吸道吸入发展到从血管中注入，有时还配合以降低体温的方法。
第三，对麻醉的原理也进行了长期的研究。目前对麻醉的基本认识是，它不同于睡眠。在睡眠中，神经细胞不是完全受抑制的；相反，在某些部位，神经细胞会更活跃，因此睡眠中的人对外界刺激有反应。而麻醉状态下的大脑与外界则关闭了联系（以致当年麻醉剂刚诞生时，一些学生曾采用过吸入乙醚、氧化亚氮来玩“乙醚游戏”，在无痛状态下撞墙取乐）。不过，至今为止，人们虽然对麻醉下了这样的定义：“一种不同于睡眠的状态，没有记忆，没有本能的感觉反应，用药物控制下的暂时状态。”但对麻醉的原理仍莫衷一是，各执己见。美国斯坦福大学医学院的一位教授说：“有多少研究者就有多少理论。”例如，“一元”论者认为，所有的麻醉药都有一个相同的机制：麻醉药溶入神经细胞膜，使其产生了结构性变化，比如细胞膜涨长，这就使神经信号传递失常。但若果真如此的话，现在应该找到比现有数目多得多的麻醉药，而事实上却不是如此。又如，“多元”论者认为，每一种麻醉药都不只针对一个部位，也不是只有一个机制：脑电图显示病人在使用不同麻醉药时，脑中电脉冲明显不同，这表示不同麻醉药在神经信号上有不同的作用效果，在临床上也表现为不同记忆、恢复和知觉效果。这些理论都没有解决麻醉原理问题，以至一位麻醉药专家曾对新闻媒体说，现在人们对麻醉原理的了解程度比150年前多不了多少。
麻醉已经从一门技术发展为一门学科，其奥秘需要人们去探索。