Entwickelt wurde die Methode von Konstantin Buteyko (1923-2003), einem russischen Arzt. Während seiner praktischen Arbeit als Arzt entdeckte er einen Zusammenhang zwischen Gesundheitszustand und Atemmuster: Je kränker die Patienten waren, desto mehr unterschied sich die Atmung von der eines Gesunden. Und je mehr die Patienten als Reaktion auf ihre Erkrankung zusätzlich ihre Atmung intensivierten (hyperventilierten), desto mehr verschlechterte sich ihr Zustand. Während seines ganzen Lebens beschäftigte sich Buteyko mit diesen atembedingten Zusammenhängen. Als Leiter eines Labors für Raumfahrtmedizin und später eines Labors für Funktionale Diagnostik konnte er seine Studien bezüglich der Atmungsparameter weiterführen. Aufgrund dieser Tätigkeiten erhielt er eine Vielzahl von Daten zur Atmungsphysiologie und zu den Zusammenhängen von Atmung und bestimmten Erkrankungen. Darauf aufbauend entwickelte er seine Selbsthilfemethode zur Atemregulierung.
Die „Schlüsselbeobachtung“, die Dr. Buteyko bei seinen Patienten gemacht hatte, war, dass ein forciertes Atmen stets mit einer Verschlechterung des Gesundheitszustandes einherging. Er stellte den Umkehrschluss her und folgerte, dass ein Reduzieren des Atemvolumens den Gesundheitszustand verbessern müsste. Und genau dies geschah. Aufgrund seiner Beobachtungen und seiner Messungen im Labor entdeckte er, dass das Atemgas CO2 dabei eine entscheidende Rolle spielt.
In der weiteren Entwicklung der Methode wurden noch weitere Faktoren identifiziert, die in der Buteyko-Methode eine wesentliche Rolle spielen: Behebung der Atemmusterstörungen, (Wieder)Erlernen der Zwerchfellatmung, ausschließliche Nasenatmung, Lernen des entspannten Ausatmens, Einbeziehung von Lebensstilfaktoren. Vor allem die ganzheitliche Ausrichtung der Methode erklärt ihren Erfolg.
Nach der offiziellen Anerkennung und Empfehlung durch die Regierung erlangte die Methode große Bedeutung in der damaligen Sowjetunion. Sie wurde an vielen Kliniken und von vielen Ärzten eingesetzt. Schätzungsweise wurde über Hunderttausenden von Asthmapatienten in Russland mit der Methode geholfen. Doch mit der Öffnung zum Westen und dem zunehmenden Einfluss der Pharmaindustrie wurde die Buteyko-Methode zunehmend zurückgedrängt.
Heute gibt es in Russland neben vielen einzelnen Ärzten, die die Methode in ihre Arbeit integriert haben, zwei Kliniken, die auschliesslich mit der Buteyko-Methode arbeiten.
Nach der Öffnung des Ostens gelangte die Methode in den Westen. Zunächst wurde sie hauptsächlich in den angelsächsischen Ländern bekannt, dort wurden auch die ersten Studien in westlichen Kliniken zur Buteyko-Methode durchgeführt. In den deutschen Sprachraum gelangte die Methode durch Kate Burckhardt und Silvia Smolka, die in England ihre Ausbildung absolviert hatten.
Mittlerweile wird die Buteyko-Methode auch in der Wissenschaft zunehmend anerkannt: in den Britischen Leitlinien der British Thoracic Society wurde die Buteyko-Methode 2008 erstmals erwähnt, „sie trägt wahrscheinlich zu einem besseren Management der Asthmasymptome bei“ (Evidenzgrad B). Dies ist die höchste Bewertung, die eine komplementäre Asthma-Therapie in den britischen Leitlinien erhalten hat.