大陸漂移的思想自古就有。古希臘的泰勒斯曾有大地是浮在水上的圓盤的設想，古代中國人也提出過「地若浮舟」的地動理論。1620年，弗蘭西斯·培根與後來德國地理學家洪堡也已注意到大西洋兩岸輪廓的相似，並認為這不是偶然的現象。1668年天主教神父普賴斯主張在大洪水前美、歐、非三大洲連在一塊，並猜想當年諾亞方舟是沿著不太寬的大西洋航行的。1756年德國神學家利連撒爾曾根據許多大陸相對兩岸的輪廓相似性，認為地球曾在大洪水以後發生過破裂。
1858年義大利的斯奈德也利用一些地質學材料說明非洲與美洲過去是一塊大陸。到20世紀的頭幾年，歐洲的一些學者（如皮克林、泰勒等）也提出了類似的猜想。可是真正使大陸漂移說作為一種系統的假說出現在科學界並轟動一時的，卻是魏格納。1880年，魏格納出生於柏林，在大學學的是氣象學專業，並於1905年獲博士學位。他一生喜愛探險，具有不畏艱險，勇往直前的精神。為了觀察高空氣象，1906年同他的弟弟兩人乘高空氣球在空中連續飛行了52個小時，打破了當時的世界紀錄。
1910年的一天，魏格納臥病在床。他百無聊賴，盯著掛在床對面的一幅世界地圖。看著、看著，他忽然發現了一個奇妙的問題：為什麼大西洋兩邊大陸的輪廓線是那樣相似？非洲的幾內亞灣剛好能填進巴西亞馬孫河口突出的大陸；而沿著北美東海岸到千里達及托巴哥的凹形地帶，恰好能鑲進歐洲西海岸到非洲西海岸的凸形大陸；如果把它們併合在一起，正好是個完整的大陸。世界上怎麼會有這麼巧合的事呢？難道它們原來就是一整塊大陸，後來才分成了幾塊？不過，魏格納當時不知道前人已提出過這種想法，認為沒有根據來證明這點。因此，這想法在腦子裡閃過之後就沒再放在心上。
第二年秋天，魏格納偶然翻看一本論文集，忽然，他眼睛一亮，原來論文集中有一篇文章談到南美洲和非洲的古生物化石非常相似，比如一種叫中龍的爬行動物，既見於巴西東部，又見於非洲西南部。顯然中龍不可能插翅飛過大西洋。因此作者推測，巴西和非洲很可能有過陸地的聯結。這才使魏格納開始認真研究這個問題。
1912年1月6日，在法蘭克福地質學會上，魏格納作了題為「大陸與海洋的起源」的講演，首次提出了大陸漂移的假設。1915年，他的不朽著作《海陸起源》問世了。在這部著作中，魏格納系統地論述了大陸漂移的理論魏格納提出，距今3億5千萬年以前的古生代，地球上只有一塊大陸，叫做聯合古陸或泛大陸，在它的周圍是一望無際的海洋，叫做泛大洋。大陸是由較輕的矽鋁質組成的，漂浮在由較重的黏性大的矽鎂質組成的大洋殼上。
由於地球由西向東旋轉產生的離心力，加上月球潮汐力等的作用，在距今2億年左右的中生代，大陸就像漂浮在水面上的冰面一樣，開始分崩離析，美洲與非洲、歐洲分離，中間形成了大西洋，非洲的一部分脫離了亞洲，誕生了印度洋。到了距今大約二三百萬年的第四紀初期，大陸漂移到了今天這樣的位置，而現在大陸仍在漂移中。
魏格納意識到，僅僅用兩岸輪廓的相似還不能說明美非大洲過去是連在一起的，還必須用對應兩岸的地質構造、生物分布的連貫性來作為根據。他曾打比方說：「就像我們把一張撕碎的報紙按其參差不齊的斷邊拼湊攏來，如果看到其間印刷文字行列恰好齊合，就不能不承認這兩片碎紙原來是連接在一起的。
為此，魏格納從古生物學、地質學、古氣候學三方面收集了大量的證據。在古生物學方面，他指出，大西洋兩岸的許多生物有親緣關係。在地質學方面，大西洋兩岸的巖石、地層與皺褶也是相吻合的。在古氣候學方面，能在兩極地區找到熱帶沙漠的徵兆，在赤道森林要中找到冰蓋，說明在2.5-3.5億年前，今天的兩極地區是炎熱的沙漠，今天的赤道地區則出現過冰川。
魏格納的大陸漂移說是劃時代的。他在當時地質資料尚不充分，海底地質幾乎處於空白，固體地球物理研究才剛剛起步，而傳統的「固定論」又根深蒂固的情況下，居然超越俗流，「異想地漂」，提出了一個面目全新的地殼運動假說，不能不引起學術界的轟動和震驚。
對於科學的變革，史蒂芬·圖爾明有一句名言：「在任何科學領域中，進步和變革不會產生於老一代的偉大學者的思想變化，相反，進步和變革必然是年青一代打破了他們的老師的傳統而取得的。」而在20世紀初在地質學領域中舉起革命的大旗向傳統的大地構造理論挑戰的魏格納竟是一個地質外行。
《海陸起源》一書一出版，就轟動了整個地學界。短短幾年，這部著作被譯成英、俄、日、法等多種文字，傳遍了全世界。它打破了人們對地球表面海陸起源與分布的傳統認識，吹響了現代地學革命的號角不過，魏格納的大陸漂移說風行了幾年後，很快就冷落了下來。反對該學說的聲音佔了上風。這固然是由於保守思想作怪，但很重要的一個原因是這個學說還不完善，特別是它不能給出令人信服的大陸漂移的動力。地球物理學有關重力的測量的確證明了，洋底巖石比陸地巖石重得多，但是他們畢竟都是堅硬的石頭根據人們的經驗和知識，很難想像大陸殼可以在固體的洋底殼上一漂千裡。魏格納曾設想由於地球的離心力和潮汐力引起大陸漂移，但許多科學家的計算證明這兩種力很小，遠不足以使大陸發生漂移。
1928年11月，一個關於大陸漂移的討論會在美國紐約舉行，全世界14位著名的地質學家參加了這次會議。經過激烈的爭論，有5人支持大陸漂移學說，2人有保留的支持，7人反對。會議主席只好做了一個折中的結論：「漂移的機制還沒有找到，不過對於解釋古生物分布之謎來說，大陸漂移說比陸橋說要好。」對此，魏格納本人也不得不承認：「形成大陸漂移的動力問題一直是處在遊移不定的狀態中，還不許可得出一個能滿足各個細節的完整答案。」他不無遺憾地說：漂移理論中的牛頓還沒有出現。
但是，魏格納並沒有氣餒，而是繼續堅持為自己的理論搜集證據。1930年，他第四次去格陵蘭島考察。非常不幸的是，他於11月2日他過完50歲生日的第二天遇難，為科學獻出了自己的生命。他的遺體直到次年4月才被找到。
魏格納的犧牲，使大陸漂移學說失去了旗手，反對派抓住動力機制及其他些細節問題大做文章，而支持這一學說的人一時又拿不出更有力的證據，這一學說日漸消沉，最後終於銷聲匿跡。