การขาดวิตามินบี12 เป็นเหตุของ pernicious anemia ซึ่งเป็นภาวะเลือดจางที่ปกติถึงชีวิตและเป็นโรคที่ไม่รู้สมุฏฐานเมื่อพบเป็นครั้งแรกวิธีการรักษาและการค้นพบวิตามินบี12 เป็นเรื่องบังเอิญนพ. จอร์จ วิปเปิ้ล ได้ทดลองสร้างภาวะเลือดจางในสุนัขโดยเอาเลือดมันออก แล้วเลี้ยงมันด้วยอาหารต่าง ๆ เพื่อสังเกตว่าอะไรทำให้ฟื้นตัวจากภาวะเลือดจางได้เร็วที่สุดโดยวิธีนี้ เขาพบว่าการกินตับเป็นจำนวนมากดูเหมือนจะช่วยรักษาภาวะเลือดจางเนื่องจากเสียเลือดได้เร็วที่สุดดังนั้น เขาจึงตั้งสมมติฐานว่า การทานตับอาจช่วยรักษา pernicious anemiaเขาลองสมมติฐานนี้แล้วรายงานความสำเร็จในระดับหนึ่งในปี 2463

หลังจากการศึกษาทางคลินิกหลายงาน นพ. จอร์จ ไมนอต และ นพ. วิลเลียม เมอร์ฟี่ พยายามแยกสารในตับที่ช่วยรักษาภาวะเลือดจางในสุนัขแล้วพบว่ามันคือธาตุเหล็กแต่ก็พบสารอีกอย่างหนึ่งในตับที่รักษา pernicious anemia ในมนุษย์ แต่ไม่มีผลต่อสุนัขภายใต้ภาวะของการทดลองดังนั้น ยาที่ใช้รักษา pernicious anemia ซึ่งพบในตับ จึงได้ค้นพบโดยบังเอิญเช่นนี้นพ. ทั้งสองรายงานการทดลองเหล่านี้ในปี 2469ซึ่งเป็นความก้าวหน้าแรก ๆ ในการรักษาโรคนี้แม้จะได้ค้นพบเช่นนี้ ยังเป็นเวลาอีกหลายปีที่คนไข้ยังต้องทานตับดิบหรือดื่มน้ำตับเป็นจำนวนมากต่อมาปี 2471 นักเคมี ดร. เอ็ดวิน โคห์น สกัดสารจากตับที่มีฤทธิ์ 50-100 เท่ามากกว่าตับธรรมชาติซึ่งเป็นวิธีการรักษาโรคที่ใช้ได้จริง ๆสำหรับผลงานเบื้องต้นที่ชี้แนวทางการรักษา นพ. ไมนอต และเมอร์ฟี่ ต่อมาจึงได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ปี 2477 ร่วมกันเหตุการณ์เหล่านี้ต่อมาทำให้ค้นพบวิตามินที่ละลายน้ำได้ ซึ่งเรียกว่าวิตามินบี12 จากซุปแบคทีเรีย

ในปี 2490 เมื่อทำงานอยู่ในมหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์ ดร. แมรี่ ชอว์ ชอร์บ ในงานที่ทำร่วมกับ ดร. คาร์ล โฟลเกอร์ส แห่งบริษัทเมอร์ค ได้รับเงินทุนเพื่อพัฒนาแบบทดสอบ "LLD assay" เพื่อวิตามินบี12โดย LLD หมายถึง Lactobacillus lactis Dorner[74]ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่จำต้องได้สารที่เรียกว่า "LLD factor" เพื่อการเติบโต ซึ่งต่อมาระบุว่าเป็นวิตามินบี12ดร. ชอร์บและเพื่อนร่วมงานได้ใช้ LLD assay เพื่อสกัดยาต้าน pernicious anemia จากตับ และในปี 2491 จึงสามารถสกัดวิตามินบริสุทธิ์ได้โดยได้รับการร่วมมือจาก ดร. ชอร์บ[75]ดร. คาร์ล โฟลเกอร์ส และอเล็กซานเดอร์ ทอดด์แห่งประเทศอังกฤษเพื่อการค้นนี้ ในปี 2492 ดร. ชอร์บ และ ดร. โฟลเกอร์ส ได้รับรางวัล Mead Johnson Award จาก American Society of Nutritional Sciences[75]

ดร. โดโรธี โครว์ฟุต ฮอดจ์คิน และทีมเป็นผู้กำหนดโครงสร้างทางเคมีของวิตามินในปี 2499 โดยอาศัยข้อมูลทางผลิกศาสตร์[76]ในที่สุด วิธีการผลิตวิตามินเป็นจำนวนมากจากแบคทีเรียก็พัฒนาขึ้นในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1950 ซึ่งทำให้เกิดการรักษาโรคดังที่ทำในปัจจุบัน