Okres hegemonii politycznej Rzymu uważa się równocześnie za okres dalszego rozwoju medycyny, której czołowymi przedstawicielami byli najczęściej lekarze greckiego pochodzenia. Należał do nich Galen, urodzony w Azji Mniejszej w Pergamie, późniejszy lekarz Marka Aureliusza. Oprócz wielu pism treści filozoficznej i lekarskiej był on autorem obszernego dzieła anatomiczno-filozoficznego pt. O pożytku części ciała ludzkiego. Ponieważ już w I w. p.n.e. dokonywanie sekcji zwłok ludzkich było w Rzymie zabronione, Galen czerpał swoje wiadomości z sekcji małp. Dzieło jego zawiera liczne szczegóły budowy kośćca, podaje przebieg mięśni i rolę ścięgien, opis mózgu i nerwów, ustala prawo parzystości nerwów oraz rozróżnia prawidłowo nerwy ruchowe od czuciowych. Poza tym metodą wiwisekcji na zwierzętach przeprowadzał Galen badania nad mechaniką oddychania, przecinając mięśnie i nerwy między żebrowe, usuwając fragmenty żeber, przecinając rdzeń kręgowy na różnych wysokościach i obserwując wpływ tych doświadczeń na proces oddychania. Był on więc nie tylko anatomem, lecz również pierwszym znanym w historii biomechanikiem i fizjologiem eksperymentalnym. Mniejszą sławą wśród potomnych, lecz równie wielką popularnością wśród współczesnych mu Rzymian cieszył się lekarz grecki, Asklepiades, żyjący w I wieku p.n.e., a więc o 100 lat wcześniej od Galena. Zajmował się on przede wszystkim — jakbyśmy dziś określili — medycyną kliniczną i może być uważany za jednego z prekursorów leczniczego usprawnienia. Zalecał ruch jako jeden z podstawowych elementów w leczeniu chorób wewnętrznych w formie umiarkowanej przechadzki, masażu, gimnastyki biernej i czynnej, biegów, konnej jazdy. Asklepiades był wrogiem leżenia w czasie choroby. Zalecał różne zabiegi wodolecznicze, a głównym lekiem stosowanym do wewnątrz (ku zadowoleniu jego pacjentów) było wino. Ogólnie biorąc, w starożytności anatomia z fizjologią tworzyły wspólną dziedzinę. Poznawaniu struktury narządów służyły sekcje zwierząt i zwłok ludzkich. Natomiast czynność narządu poznawano drogą doświadczeń na zwierzętach, a od czasów Galena można już mówić także o początkach fizjologii eksperymentalnej. Mocna Europa otwiera elementarz: W drugiej połowie IV wieku upadek państwa rzymskiego pod naporem ludów barbarzyńskich pociąga za sobą spustoszenie materialne krajów cywilizowanych i upadek ich nauki. Kształtują się w tym okresie nowe państwa Europy o niższym poziomie kulturalnym i cywilizacyjnym. Prymitywny umysł wczesnośredniowiecznego Europejczyka przyjmuje nauki uczonych starożytnych z bezkrytycznym podziwem, traktując doniesienia naukowe dawnych Greków i Rzymian jako nienaruszalne dogmaty. W tym okresie uczeni czerpią wiedzę wyłącznie teoretyczną z ocalałych fragmentów dzieł Hipokratesa, Arystotelesa, Galena. Przekazicielami nauki starożytnej były początkowo klasztory (zakon benedyktynów założony w VI w. na Monte Cassino pierwszy podjął żmudną pracę przepisywania starych ksiąg — stąd potoczne określenie: „benedyktyński trud"), później ośrodkami wiedzy i nauki stają się powstające stopniowo uniwersytety. W tymże okresie czasu Europa znalazła się pod dość znacznym wpływem medycyny arabskiej (Avicenna, Awerroes i in.). Związany z religią mahometańską zakaz sekcjonowania zwłok przyczynił się w poważnej mierze do zahamowania rozwoju anatomii. Dopiero od wieku XI począwszy nauki morfologiczne ilustrowane bywają pokazami sekcji zwierząt, a następnie, znacznie już później, bo w XIII—XIV wieku, a więc w piętnaście stuleci od czasów szkoły aleksandryjskiej, powstają słynne „teatry anatomiczne" stanowiące nawrót do nauki anatomii na zwłokach ludzkich. W ten sposób do nauki teoretycznej dołączają się pokazy praktyczne w minimalnym zresztą wymiarze i dotyczące głównie narządów wewnętrznych. (Początkowo w mieście uniwersyteckim wolno było wykonywać 1—2 sekcji rocznie za specjalnym zezwoleniem burmistrza.)