Contrairement à l’étude des dorsales océaniques celle des zones de subduction n’a pas débuté avec la tectonique des plaques. Depuis longtemps, les géologues et géophysiciens s’étaient intéressés à ces zones caractérisées par des tremblements de terre de forte magnitude et par un volcanisme spectaculaire, souvent meurtrier.

On ne parlait bien sûr pas de subduction, mais plutôt de zones mobiles ou ceintures actives.
Les scientifiques avaient déjà conscience qu’il s’y passait des phénomènes importants pour la géodynamique terrestre.

La notion de zone subduction est due aux observations du sismologue japonais Kiyoo Wadati en 1935. Wadati a publié un article liant les tremblements de terre et volcans du Japon à la dérive des continents. Mais ce qui deviendra la théorie de la tectonique des plaques n’était pas admis dans la communauté scientifique de l’époque, on en était encore à refuser les idées de Wegener.
L’idée générale de Wadati fut redécouverte et généralisée par le sismologue américain Hugo Benioff. Ce dernier a constaté que les tremblements de terre profonds étaient concentrés en bordure des océans, à proximité de volcans terrestres et que leurs origines étaient localisées sur un plan plongeant sous la croûte océanique (plan sismique de Wadati-Benioff).

Des études menées dans les années 50 ont montré que ces régions coïncidaient aussi avec des fosses sous marines très spectaculaires.
La localisation profonde des tremblements de terre a posé des problèmes aux sismologues. En effet, certains tremblements de terre prennent naissance à des profondeurs importantes par des ruptures de roche, à un niveau où les températures élevées dans le manteau auraient dû rendre les matériaux ductiles et donc non cassants.

Dans les années 60, des chercheurs américains (Jack Oliver, Bryan Isacks, et Lynn) ont pu déterminer que le plan de Wadati-Benioff correspondait à une plaque plongeante (slab en anglais) de matériel froid et suffisamment rigide pour se casser, provoquant des tremblements de terre. La plaque était pliée formant ainsi les fosses observées. Ils ont estimé l’épaisseur de la plaque plongeante à quelque 60 km. Ce qui bougeait n’était donc pas seulement la croûte océanique mais une unité beaucoup plus épaisse.