几乎所有的惰性气体都是英国科学家拉姆塞发现的，他从从液化空气中发现氖(neon，Ne)、氩(argon，Ar)、氪(krypton，Kr)、氙 (xenon，Xe)，从放射性矿石中分离鉴定氦(helium，He)与氡(radon，Rn)。历史上第一位尝试让惰性气体和其它活泼物质发生反应的便是拉姆塞。他尝试把氩气和其他物质混合，发现氩气完全不反应，闻风不动。其它惰性气体也有类似的性质，它们像是元素中的隐士，从来不同其他物质发生反应。
自19世纪末以来，科学家们逐渐认识到了原子结构，形成了成键理论。成键理论认为，除了氦原子是以2个电子为稳定结构的以外，其它惰性原子的最外层都是有八个电子的稳定结构。要硬塞给它们一个电子或强夺一个电子都非常不容易，难以应用他们的价电子与其他物质反应。稀有气体元素不能生成热力学稳定化合物的结论给科学家人为地划定了一个禁区，致使绝大多数化学家不愿再涉猎这一被认为是荒凉贫瘠的不毛之地，关于稀有气体化学性质的研究被忽略了。
尽管如此，仍有少数化学家试图合成稀有气体化合物。1916年，考索尔(Walther Kossel)根据元素的电离能数据，推测氪和氙应能与氟结合形成化合物。但随后德国化学家瑞福(Otto Ruff)尝试失败。1932年，前苏联的阿因托波夫曾报道，他在液体空气冷却器内，用放电法使氪与氯、溴反应，制得了较氯易挥发的暗红色物质，并认为是氪的卤化物。但当有人采用他的方法重复实验时却未获成功。阿因托波夫就此否定了自己的报道，认为所谓氪的卤化物实际上是氧化氮和卤化氢，并非氪的卤化物。
1933年，美国著名化学家鲍林(Linus Pauling，1954年诺贝尔化学奖)通过对离子半径的计算，预言可以制得六氟化氙(XeF₆)、六氟化氪(KrF₆)、氙酸及其盐。尤斯特(Don Yost)与凯(Albert Kaye)受阿因托波夫的第一个报道和鲍林预言的启发，试图合成氟化氙和氯化氙。他在实验中将氟和氙按一定比例混合后，在铜电极间施以3万伏的电压，进行火花放电，但未能检验出氟化氙的生成。尤斯特由于对传统观念心有余悸，没有坚持继续进行实验，使一个极有希望的方法半途而废。
一系列的失败，致使在以后的30多年中很少有人再涉足这一领域。到了1961年，鲍林也否定了自己原来的预言，认为“氙在化学上是完全不反应的，它无论如何都不能生成通常含有共价键或离子键化合物的能力”。历史的发展颇具戏剧性，就在鲍林否定其预言的第二年，第一个稀有气体化合物——六氟合铂酸氙(XePtF₆)竟奇迹般地出现了。
也许「无心插柳柳成荫」可用来形容巴特莱特(Neil Bartlett，1932～2008)的发现。在加拿大工作的英国化学家巴特列特一直从事无机氟化学的研究。在1950年以后，化学家陆续制取了数种新的铂族金属氟化物，这些氟化物都是强氧化剂，其中高价铂的氟化物六氟化铂(PtF₆)的氧化性甚至比氟还要强。巴特莱特于1960年利用二氟化铂(PtF₂)和氟气在较高温度下反应，希望得到四氟化铂(PtF₄)。不过他发现得到两种产物，一种产物是氟化程度更高的五氟化铂(PtF₅)，另外还有一种深红色的固体铂，巴特莱特进行元素分析定出结构为四氟氧化铂(PtOF₄)。等等，反应物不是只有二氟化铂和氟气吗，氧是哪裡来的？巴特莱特仔细检验发现，氧是由氟在高温下与实验器皿的玻璃(主成分为二氧化硅，SiO₂)反应得到。
不过在进行更精确、完整的元素分析后，巴特莱特发现第二种产物的简式并非PtOF₄，而是PtO₂F₆。更特别的是，将此铂盐水解会得到PtF₆¯的阴离子。因为酸根不会是在水溶液中才形成，所以原先在铂盐裡就是六个氟原子接在铂原子上，意味此盐类应该是(O₂)⁺(PtF₆)¯。为了验证上述结构的成立，必须证明PtF₆是能够氧化氧分子的强氧化剂。巴特列特利用PtF₆与等摩尔氧气在室温条件下混合反应，经X射线衍射分析和其他实验确认此化合物的化学式为O₂PtF₆，其反应方程式为O₂＋PtF₆→O₂PtF₆。这是人类第一次制得O₂⁺的盐。
因为氧通常容易抓电子形成阴离子而非丢电子，所以O₂⁺是相当罕见的阳离子。已经达到八个电子稳定结构的氧分子居然能失去一个电子，那么其他原子或分子呢。巴特莱特进行了进一步的联想类比和推理。由于O₂的第一电离能(O₂→O₂⁺)是1175.7千焦/摩尔，而氙的第一电离能是1175.5千焦/摩尔，比氧分子的第一电离能还略低，既然O₂可以被PtF₆氧化，那么氙也应能被PtF₆氧化。他同时还计算了晶格能，若生成XePtF₆，其晶格能只比O₂PtF₆小41.84千焦/摩尔。这说明XePtF₆一旦生成，也应能稳定存在。
在1962年稍晚，巴特列特根据以上推论，仿照合成O₂PtF₆的方法，将PtF₆的蒸气与等摩尔的氙混合，在室温下竟然轻而易举地得到了一种橙黄色固体，后续实验证明这就是六氟铂酸氙XePtF₆(Xe＋PtF₆→XePtF₆)，这是世界上第一种稀有气体化合物。该化合物在室温下稳定，其蒸气压很低。它不溶于非极性溶剂四氯化碳，这说明它可能是离子型化合物。它在真空中加热可以升华，遇水则迅速水解，并逸出气体：2XePtF₆＋6H₂O→2Xe↑+O₂↑+2PtO₂＋12HF。
这样，具有历史意义的第一个含有化学键的“惰性”气体化合物诞生了，从而很好地证明了巴特列特的正确设想。虽然一开始四氟化铂的反应出乎巴特莱特意料之外，但是他成功的解释实验现象，把错误化成转折点，并且洞见惰性气体的发展性，再次证实「机会是留给有准备的人」。1962年6月，巴特列特正式向化学界公布了自己的发现，一下震动了整个化学界。持续70年之久的关于稀有气体在化学上完全惰性的传统说法，被实验推翻了。化学家们开始改变了原来的观念，摘掉了冠以稀有气体头上名不副实的“惰性”的帽子，拆除了人为的樊篱，很快形成了一个合成和研究新的稀有气体化合物的热潮，开辟了一个稀有气体化学的新天地。查看