Trephinatie is een van de oudste chirurgische procedures in de geschiedenis, en archeologisch bewijs suggereert dat het al duizenden jaren wordt toegepast. Het vroegst bekende bewijs van trephinatie dateert uit de Neolithische periode (circa 10.000 v.Chr.), toen het in Frankrijk werd beoefend. In het oude Egypte werd trephinatie al in de periode van het Oude Rijk (ca. 2600-2150 v.Chr.) Beoefend, waarbij het vroegste bewijs afkomstig was uit het graf van koningin Merneith. In het oude India beschrijft de Susruta Samhita, een oude Sanskriettekst over chirurgie, de procedure van trephinatie tot in detail. In het oude Griekenland beschreef Hippocrates het gebruik van trephinatie om hoofdletsel en schedelfracturen te behandelen.

De eerste gedocumenteerde succesvolle verwijdering van een hersentumor werd in 1885 uitgevoerd door Sir Victor Horsley, een gerenommeerde Britse neurochirurg. Horsley's patiënt was een 14-jarige jongen die leed aan een hersentumor die hemiplegie (verlamming van één kant van het lichaam) had veroorzaakt. Met behulp van een chirurgische zaag verwijderde Horsley voorzichtig de tumor en de patiënt herstelde volledig. De succesvolle operatie van Horsley markeerde het begin van de moderne neurochirurgie en maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van meer geavanceerde chirurgische technieken en behandelingen voor hersenaandoeningen.

Het is echter belangrijk op te merken dat trephinatie niet altijd succesvol was en ernstige complicaties kon veroorzaken als gevolg van het gebrek aan kennis over anatomie en de afwezigheid van steriele technieken in de oudheid.