I rækken af indflydelsesrige forskere, der har præget studiet af de indoeuropæiske sprog, må to navne særligt fremhæves: Franz Bopp, som som den første dokumenterede fælles grammatiske mønstre og et kerneordforråd, der forener sprog som græsk, latin, germanske sprog, iranske dialekter og sanskrit, samt Rasmus Rask, der næsten parallelt hermed afdækkede systematiske lydmæssige paralleller mellem græsk, latin, germansk, baltisk og slavisk.
Betegnelsen "indoeuropæisk" stammer oprindeligt fra Thomas Youngs arbejder, og det var August Schleicher, der på baggrund af det fælles leksikon forsøgte at genskabe et hypotetisk urindoeuropæisk sprog, hvilket han supplerede med en genealogisk opstilling af de indoeuropæiske sprog i form af et stamtræ. I årtier efter var den lingvistiske forskning domineret af junggrammatikernes princip om lydlovenes ubøjelige gyldighed samt de metodiske implikationer, som den moderne dialektforskning medførte for klassificeringen af de indoeuropæiske sprog.
Sproglig enhed eller diversitet? Fundet af de anatoliske sprog og tokharisk udfordrede midlertidigt forestillingen om, at alle indoeuropæiske sprog nedstammer fra ét fælles ursprog, men senere analyser har bekræftet, at begge sprogfamilier deler centrale træk med andre grene af den indoeuropæiske sprogfamilie, og at visse strukturelle afvigelser kan tilskrives forskellige tidspunkter for sprogenes udvikling og bevarelse.
Laryngalteoriens gennembrud Opdagelsen af hittitisk revolutionerede rekonstruktionen af det urindoeuropæiske sprogs lydsystem, især gennem identifikationen af de såkaldte laryngaler-lyde som fx h i hasterz ('stjerne')-hvis eksistens allerede var blevet antaget af Ferdinand de Saussure udelukkende på teoretisk grundlag. I den senere udformede laryngalteori opereres der typisk med tre urlyde i grundsproget, traditionelt betegnet h₁, h₂ og h₃, med tilnærmelsesvise lydværdier som henholdsvis [h], [χ] og [ɣw]; disse lyde er i de fleste sprog forsvundet, men har efterladt sig aftryk i form af fonetiske spor.
Når laryngalerne optrådte imellem konsonanter, manifesterede de sig som vokaler-ə₁, ə₂ og ə₃-med sandsynlige udtaler som [ə], [ʌ] og [œ], som i mange sprog senere udviklede sig til a, dog med undtagelser som de indoiranske sprog, hvor de i stedet blev til i (eksempelvis i ordet da). Et karakteristisk træk ved græsk, armensk og frygisk er, at initiale laryngaler her omdannes til vokaler, som det ses i græsk astḗr og armensk astł, der står i kontrast til latin stella.
Den danske sprogforsker Hermann Møller nåede frem til de samme konklusioner om laryngalerne næsten samtidigt med-og uafhængigt af-Saussure. Moderne perspektiver Siden midten af det tyvende århundrede har strukturalistiske tilgange, særligt inden for fonologien, sat dybe spor i forskningen, og fra omkring 1970'erne er der blevet foretaget forsøg på at integrere det indoeuropæiske sprog i en større sproglig makrofamilie-kaldet nostratisk efter Holger Pedersens terminologi-sammen med sprogætter som uralsk, altaisk, eskimoisk-aleutisk, afroasiatisk og dravidisk samt visse kaukasiske og palæosibiriske sprog, om end disse hypoteser stadig er omstridte på grund af metodiske og empiriske udfordringer.
Et andet centralt fokusområde i nutidig forskning er den interne rekonstruktion, hvor tidligere sprogstadier genskabes udelukkende ved at analysere indre mønstre i det rekonstruerede grundsprog. Yderligere detaljer kan findes i opslagsværket Den Store Danske.