20世紀40年代以來，運動解剖學已從人體解剖學中獨立出來，形成一門新的學科。通過先進技術，如肌電圖儀、電子顯微鏡、動態應變儀、高速電影攝影機以及熒光透視技術、光彈性測力技術等的發展，對人體運動時的力學參數、動作環節的分析、身體深部結構的運動、微細構造的變化和骨的受力情況等提供了深入研究的有利條件。這時期的主要成就，如美國A·斯坦德勒著的《正常和病理狀態下的人體運動學》，被認為是醫學領域中經典的人體運動學參考書。蘇聯伊萬尼茨基著有《人體解剖學》，1956年已被譯成中文出版。他被認為是蘇聯運動解剖學的先驅，60年代以後他吸取了人類學與實驗生物學的內容，將運動解剖學發展成為運動形態學。
1956年，中國邀請蘇聯貝柯夫教授在北京體育學院講授運動解剖學，推動了該學科在中國的發展。1960年，中國著名解剖學家張鋆教授明確了“運動解剖學”的學科定義，研究對象和研究方向，使中國運動解剖學的發展走向正軌。目前，中國各體育院係普遍開設了運動解剖學課程。
20世紀80年代以來，隨著細胞學研究方法的進展，計算機顯微圖像分析儀、顯微分光光度儀、流式細胞儀的開發與應用，運動性組織細胞形態學研究從傳統的定性研究跨入了定量研究階段，尤其在運動性心肌與骨骼肌肥大及有氧運動的組織細胞學基礎等領域的研究取得了可喜的進展，揭示了運動性心肌與骨骼肌肥大和有氧運動的定量組織細胞形態學基礎。
20世紀90年代初，激光掃描共聚焦顯微鏡，即“細胞工作站”的問世，使運動解剖學研究進一步深化，實現了運動性組織細胞形態學研究從死細胞研究到活細胞研究的飛躍，客觀真實地反映了活細胞內亞結構、DNA、RNA等酶類，受體分子及離子研究的定量定位定時及動態變化，為運動性心肌與骨骼肌收縮功能增強的重要耦聯因子、肌纖維收縮速率及輸出功率的關鍵環節的揭示，以及運動性心肌與骨骼肌肥大發生機製的探討提供了可貴的實驗依據。
近年來，隨著分子生物學理論與技術的發展，運動解剖學研究又從細胞、亞細胞研究擴展到分子與基因水平的研究，取得了長足的進展，尤其在運動心髒、運動性微損傷、運動性疲勞及過度疲勞的機理研究方麵有了新的認識。提出了在運動狀態下，組織病理性改變和生理性改變之間差別的特殊意義。