In de 16e eeuw begonnen Europese bezoekers van India suggesties te doen voor overeenkomsten tussen Indiase en Europese talen. In 1583 merkte Thomas Stephens S.J., een Engelse jezuïetenzendeling in Goa, India, gelijkenissen op tussen Indiase talen en Grieks en Latijn en nam deze op in een brief aan zijn broer, maar deze werd pas in de 20e eeuw gepubliceerd.
Het eerste verslag waarin Sanskriet wordt genoemd is van Filippo Sassetti. Geboren in Florence, Italië, in 1540, was hij een koopman die tot de eerste Europeanen behoorde die het Sanskriet bestudeerde. In 1585 schreef hij enkele woordgelijkheden tussen het Sanskriet en het Italiaans, zoals devaḥ/dio "God", sarpaḥ/serpe "serpent", sapta/sette "seven", aṣṭa/otto "eight", nava/nove "nine"). Geen van beide observaties leidde echter tot verder wetenschappelijk onderzoek.
In 1647 constateerde de Nederlandse taalkundige en geleerde Marcus Zuerius van Boxhorn de gelijkenis tussen de Indo-Europese talen en veronderstelde dat zij zich baseerden op een primitieve gemeenschappelijke taal. Hij nam in zijn hypothese Nederlands, Grieks, Latijn, Perzisch en Duits op en voegde daar later Slavische, Keltische en Baltische talen aan toe. Zijn suggesties werden echter niet algemeen bekend en stimuleerden geen verder onderzoek.
Gaston Coeurdoux en anderen hadden soortgelijke opmerkingen gemaakt. Coeurdoux maakte een grondige vergelijking van Sanskriet, Latijnse en Griekse vervoegingen in de late jaren 1760 om een relatie tussen de talen te suggereren. Op dezelfde manier vergeleek Michail Lomonosov verschillende talengroepen in de wereld, waaronder Slavisch, Baltisch, Iraans, Fins, Chinees en Hottentot.
De hypothese kwam opnieuw naar voren in 1786, 20 jaar na Coeurdoux, toen Sir William Jones voor het eerst een lezing gaf over de opvallende overeenkomsten tussen drie van de oudste talen die in zijn tijd bekend waren: Latijn, Grieks en Sanskriet. Hij voegde later voorzichtig Gotisch, Keltisch en Oud-Perzisch toe, maar maakte enkele fouten en weglatingen in zijn classificatie.
In 1813 gebruikte Thomas Young voor het eerst de term Indo-Europees. Het werd de standaard wetenschappelijke term, behalve in Duitsland door Franz Bopp's Vergelijkende Grammatica. Het verscheen tussen 1833 en 1852 en was het beginpunt van de Indo-Europese studies als een academische discipline.
Sommige 20e-eeuwse geleerden dachten dat de Indo-Europese talen begonnen zijn in Armenië of India, maar de meesten denken dat het in Oost-Europa of Anatolië was. Recentelijk zijn er nieuwere studies die een oorsprong in het noorden van Iran en Armenië ondersteunen.
