Že v 30. letih 20. stoletja so odkrili fotokatalizatorske materiale na osnovi cinkovega oksida. Leta 1967 sta profesor Kenichi Honda in doktorski študent Akira Fujishima z Univerze v Tokiu odkrila, da je mogoče elektrolizo vode izvesti z obsevanjem elektrod iz titanovega dioksida s svetlobo, in sicer "učinek Honda-Fujishima", kar je odprlo vrata uporabi titanovega dioksida na področju fotokatalize. Leta 1972 je Nature objavil raziskavo Fujishime in Honde o fotokatalizi na področju fotolize vode. Odprlo je novo poglavje v fotokatalitskih raziskavah.
Leta 1976 so Garey et al. pionir pri uporabi fotokatalizatorjev na področju varstva okolja, z uporabo fotokatalize za razgradnjo onesnaževal v vodi. Od takrat je postala glavna raziskovalna smer razširitev področja uporabe polprevodniških fotokatalizatorskih materialov v znanosti o življenju in pretvorba svetlobne energije v drugo energijo.
Leta 2015 je japonsko podjetje razvilo novo vrsto delcev fotokatalizatorja, ki naj bi rešil problem pomanjkanja vode. Delci so sestavljeni iz delcev zeolita in delcev titanovega dioksida, ki se temeljito premešajo v odplakah pod ultravijoličnim obsevanjem, kar lahko prečisti odplake do nivoja, primernega za pitje. Nova oprema za čiščenje vode s fotokatalizatorjem je precej preprosta in učinkovita ter lahko v enem dnevu prečisti do 3 tone vode. Učinkoviti in čisti fotokatalizatorski materiali so pritegnili veliko pozornosti v dobi varčevanja z energijo.