几十年前，如果遇上了断肢或断手的病人，医生只得遗憾地将离断部分丢弃。显微外科技术的发展完全改变了这种状况。
1963年1月，上海市第六人民医院陈中伟和钱允庆医师等为王存柏接活了世界上第一只断手，被誉为世界医学史上的创举，并得到国际同行的承认。自此以后，我国的显微外科技术得到了发展。
在不断的实践中，医生们又有了新的思考，断肢可以再植，断的手指、脚趾能不能再植呢？最困难的问题是什么呢？最关键的问题又是什么呢？关键是血管能否接通！但是，手指（或脚趾）的血管要比上肢的细得多，在直视下根本不可能缝合起来。于是科学家想到了显微镜。
显微外科手术实质上是医生在手术显微镜的放大下，使用特制的显微手术器械，用比头发丝还细的针线，对细小的血管、神经进行分离缝合。像其他技术一样，显微技术早已用于生物学、组织学和病理学，但最早用在外科手术上的是瑞士耳科医生尼伦和他的同事。1921年，他们就借助放大镜或双目手术显微镜，为耳硬化症病人做内耳手术。进入50年代，有人报告在手术显微镜下进行角膜缝合，至此，显微外科才开始了缝合操作阶段。1960年，美国的血管外科医生杰柯勃森，用手术显微镜缝合血管，使直径1.6～3.2毫米细小血管缝合即刻通畅率达到100%；这是显微外科的划时代发展。
1965年7月，日本外科医生增厚建二借助显微镜，以精湛的外科缝合技术成功地进行了世界第一例手指完全断离后的再植手术，创造了近代外科史上又一个奇迹。从此，外科医生们借助显微镜能够缝合1.5毫米以下的小血管，开始了显微外科的新纪元。
80年代多采用自动控制的变焦距外科手术显微镜，既可以拉近目标，看清微细处，又能连续地回到低功率放大效能，以便看清全貌；还能经常保持同样的光度，便于双手自由活动。在这种手术显微镜下，医生可以缝合直径小于1毫米的微细血管和神经。
现在，借助显微外科手术，已使医生由宏观世界进入了微观世界，手术由厘米进入了以毫米甚至微米作为衡量单位的领域。
应用显微外科技术已能缝合0.1毫米的微血管。断肢低温缺血长达56小时仍能再植成活。断肢再植的成功率已由原来的50%左右，提高到92.9%，并可以从病人的脚上取1～2个脚趾，移植代替缺失的拇指，使失去手指的病人用脚趾代替手指写字、用餐具等。
用显微外科技术还能吻合神经，如运动神经移植术，是选择相应的运动神经，把它的未端分成若干细小的神经末梢，然后再移植到肌肉里，使肌肉恢复功能。
在我国，由于显微外科器材的配套自给，许多城市基层、厂矿、部队医院及一些县医院也开展了各种显微外科手术。
随着科学技术的发展，电子计算机也开始在显微外科中发挥作用，它在图像识别、手术设计、手术预测、术中术后监测和监护等方面都得到了应用。
在国外，正在研究更为方便的手术显微镜。德国设计出一台声控手术显微镜，外科医生可以通过话筒下达16种口令，如“焦点对准点”、“再放大”、“图像往左偏”、“高一点”、“中间的光再强点”、“停”等等。它预先把外科医生的声音进行编码，所以手术时别人的话不起作用，而且每发出一道命令，电子仪器都要先重复一遍，医生核准后，微型电子计算机才开动伺服电动机，再立即高度准确地调好显微镜。如果这种声控手术显微镜得到普及，显微外科手术将会得到更快的发展。