PBL은 약 30 여 년 전 캐나다와 미국의 고등교육 특히 의학 교육 분야의 개혁에서 시작되었다. 의학 관련 정보 및 새로운 기술의 폭발적 증가와 현장 변화에 대응하기에는 기존의 강의식 방식의 수업을 사용하는 의학 교육의 내용과 방법이 너무 비합리적이고 비인격적이라는 비판에 직면하게 되었다. Carnegie Commission은 Flexner에게 미국과 캐나다 의과대학에 대한 총체적인 점검을 의뢰했다. Flexner는 학업훈련과 임상훈련이 일치하면서, 과학영역과 밀접히 연관되어야 한다고 주장하였고 의학교육은 학문의 영역 아래로 포함되고, 학문과 임상훈련이 연계되는 쪽으로 바뀌게 되었다.

1966년 캐나다 온타리오에 있는 McMaster 의과대학은 기존의 교육과정에서 제공하지 못했던 새로운 시도를 추진하였다. Barrow와 Tamblyn은 문제중심학습의 창시자로 불리는데, 이들의 초기 접근은 환자의 문제를 자극하는데 초점을 두도록 했다. 학생들은 소규모 집단으로 활동하였고 전통적인 방식의 강의를 수강하지 않았다. 대신 "problem pack’을 사용했다. 문제중심학습으로 수업한 학생들은 동기화, 문제해결, 자기주도적 학습 기술이 증가하였다. Donald Woods는 문제중심학습이란 용어를 만들어 냈고, 문제중심학습을 교육의 중심으로 가져왔다.

McMaster대학이 문제중심학습 교육과정을 시작한지 얼마 되지 않아, 네덜란드의 Maastricht에 있는 University of Limburg와 호주의 University of Newcastle에서 McMaster의 문제중심학습 모형을 채택하였다. McMaster, Limburg, Newcastle의 성공에도 불구하고 모든 학교들이 McMaster 모델을 전체적으로 도입하지는 않았다. 기존의 교육과정이 학교마다 다르고, 변화라는 것이 결코 쉬운 것이 아니기 때문에 많은 기관들이 전통적인 McMaster 모델을 그대로 채택하기 보다는 자신들의 환경 특성에 맞게 채택하였다.

1979년에 문제중심학습을 시작한 University of New Mexico 의과대학은 McMaster 모델에서 첫 번째 휴식에 주목했다. Southern Illinois University 의과대학은 1981년 Barrow가 부학장으로 임명되었을 때 문제중심학습을 분리된 트랙으로 시작하였다. 소규모의 학생들이 문제중심 형태에서 첫 2년을 공부하고 3학년 때 다른 학생들과 합류했다. 학생들의 과제는 환자의 현재 상태를 진단하고, 병력을 청취하고, 신체검사를 실시하고, 진단 검사를 의뢰하고, 환자의 문제의 원인에 대해 초기 가설을 만드는 것이다. Harvard 의과대학은 하이브리드 모델을 채택하였다. 문제 중심의 튜터 제도 뿐 아니라 강의식, 토론식 등 교수와 학습을 통합하는 방법을 사용하였다. 이러한 교육과정을 통해 기초의학과 임상의학을 4년 과정에 통합시켰다.
 
1980년대부터 PBL수업이 의과대학 외에 다른 건강관련 분야 및 전문 직업교육 프로그램을 중심으로 확대되기 시작하였고 대학의 일반교양 교육에서도 PBL수업이 되었다. 예를 들어 Mississippi State University의 수의학, Samford University의 약학, Universities of North Carolina와 Newcastle의 간호학 분야, 영국 Coventry University의 공학, Imperial University와 Maastricht의 경영학, Stanford University의 교육학과 같은 전문 직업 교육 대학들에서 운영되고 있다. 그 외에도 문제중심학습이 사용되고 있는 다른 영역들은 건축학, 경제학, 교육행정, 법학, 삼림, 검안, 정치과학, 사회적 작업 등이다. University of Delaware의 arts and science분야에서, Samford University에서는 일반 교육과 교양교육(general and liberal) 과정에 문제중심학습방법을 도입하였다.