Наиболее развитая отечественная школа дифференциальной психофизиологии была основана Б.М. Тепловым и В.Д. Небылицыным. Сам термин «дифференциальная психофизиология» был впервые использован В.Д. Небылицыным в 1963 году для обозначения мульти-дисциплинарной области психологии, которая образовалась на пересечении физиологии высшей нервной деятельности, нейрофизиологии и дифференциальной психологии (психологии индивидуальных различий). Эта дисциплина была сфокусирована на изучении механизмов детерминации индивидуально-психологических различий, в том числе различий в темпераменте и способностях, особенностями нейродинамической организации индивидуальности. До настоящего времени представители этой школы, а также их последователи и ученики составляют наиболее влиятельную в России группу психологов, которые имеют дело с проблемой природы индивидуальных психологических различий.

Основываясь на идеях В.Д. Небылицына и П.К. Анохина, В.М. Русалов предложил концепцию трехуровневой структуры свойств нервной системы. В дополнение к уровням, предложенным В.Д. Небылицыным (уровень нейронов и уровень комплексов структур мозга), В.М. Русалов ввел третий уровень — свойств целого мозга, отражающих функциональные параметры интеграции нервных процессов в целом мозге (В.М. Русалов, 1979). Он отмечал, что третий уровень является наиболее важным для анализа физиологических основ индивидуальных различий в формально-динамических параметрах поведения (включая особенности темперамента и общих способностей).

Подобно Б.М. Теплову и В.Д. Небылицыну, В.С. Мерлин рассматривал темперамент как структуру, относящуюся к формально-динамическому аспекту индивидуального поведения, относительно независимому от его содержательного аспекта. Однако в отличие от представителей школы Теплова, Небылицына В.С. Мерлин сосредоточил внимание не на отдельных измерениях темперамента, а на целых комплексах его свойств. Сравнивая свою концепцию с идиографическим подходом к исследованию личности, В.С. Мерлин (1977, 1986) определял эту концепцию как «интегральную теорию индивидуальности», подчеркивая таким образом, что понятие индивидуальности интегрирует в себе всю совокупность свойств человека (И.В. Боев, 1999, с. 15).