Υπήρχε λίγη δημόσια αντίθεση στην πειραματική χρήση ζώων μέχρι τον 19ο αιώνα, όταν η αυξημένη υιοθέτηση οικόσιτων ζώων ενίσχυσε το ενδιαφέρον για ένα κίνημα κατά της βιωσιεκτομής, κυρίως στην Αγγλία. Αυτή η τάση κορυφώθηκε με την ίδρυση της Εταιρείας για την Προστασία των Ζώων που Υποβάλλονται σε Βιωσιεκτομή το 1875, ακολουθούμενη από τη δημιουργία παρόμοιων ομάδων. Ένας από τους πρώτους υποστηρικτές της πειραματικής χρήσης ζώων που αντέδρασε στο αυξανόμενο κίνημα κατά των πειραμάτων ήταν ο Γάλλος φυσιολόγος Κλοντ Μπερνάρ στο έργο του Εισαγωγή στη Μελέτη της Πειραματικής Ιατρικής (1865). Ο Μπερνάρ υποστήριξε ότι το πείραμα σε ζώα ήταν ηθικό λόγω των ωφελειών για την ιατρική και της επέκτασης της ανθρώπινης ζωής.
Η Βασίλισσα Βικτωρία ήταν από τους πρώτους αντιπάλους της δοκιμής σε ζώα στην Αγγλία, σύμφωνα με μια επιστολή που έγραψε ο ιδιωτικός της γραμματέας το 1875: «Η Βασίλισσα έχει σοκαριστεί φοβερά από τις λεπτομέρειες ορισμένων από αυτές τις [ζωικές έρευνες] πρακτικές και είναι πολύ ανήσυχη να δώσει τέλος σε αυτές.» Σύντομα, η εκστρατεία κατά της ευθανασίας των ζώων έγινε αρκετά ισχυρή ώστε να πιέσει τους νομοθέτες να θεσπίσουν τον πρώτο νόμο στον κόσμο που ρυθμίζει τη χρήση ζωντανών ζώων στην επιστημονική έρευνα: τον Νόμο για τη Σκληρότητα προς τα Ζώα του 1876 της Μεγάλης Βρετανίας.
Ο Ρώσος φυσιολόγος Ιβάν Παβλόφ (1849–1936) απέδειξε τον «συλλογικό αντανακλαστικό» εκπαιδεύοντας σκύλους να σιελίζονται όταν άκουγαν τον ήχο ενός κουδουνιού ή ενός ηλεκτρικού βομβητή. Προκειμένου να μετρήσει «την ένταση του σιελιού αντανάκλασης», έγραψε ο Παβλόφ, οι σκύλοι υποβλήθηκαν σε μια «μικρή επέμβαση, που συνίσταται στη μεταμόσχευση του ανοίγματος του σιελογόνου πόρου από τη φυσική θέση του στη βλεννογόνο του στόματος στο εξωτερικό δέρμα». Στη συνέχεια, ένα «μικρό γυάλινο χωνί» συνδέθηκε στο άνοιγμα του σιελογόνου πόρου με «ειδικό τσιμέντο».
Στο έργο «The Principles of Humane Experimental Technique» (1959), ο ζωολόγος William Russell και ο μικροβιολόγος Rex Burch καθιέρωσαν τις «Τρεις Ρ» της ανθρώπινης πειραματικής μεθόδου: Αντικατάσταση (την αντικατάσταση της χρήσης ζώων με εναλλακτικές μεθόδους έρευνας), Μείωση (τη μείωση της χρήσης ζώων όποτε είναι δυνατόν) και Βελτίωση (τη μείωση της ταλαιπωρίας και τη βελτίωση των συνθηκών ζωής των ζώων). Οι «Τρεις Ρ» ενσωματώθηκαν στον ομοσπονδιακό νόμο των Ηνωμένων Πολιτειών για την Ευημερία των Ζώων (AWA) του 1966 και αποτέλεσαν τη βάση πολλών διεθνών νόμων για την ευημερία των ζώων.