het bestaan van promethium werd voorspeld door Bohuslav Brauner, een Tsjechische chemicus, in 1902. Verschillende groepen beweerden het element te hebben geproduceerd, maar konden hun ontdekkingen niet bevestigen vanwege de moeilijkheid om promethium van andere elementen te scheiden. Bewijs van het bestaan van promethium werd verkregen door Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin en Charles D. Coryell in 1944. Te druk met defensie gerelateerd onderzoek in de Tweede Wereldoorlog, ze niet beweren hun ontdekking tot 1946., Ze ontdekten promethium tijdens het analyseren van de bijproducten van uraniumsplijting die werden geproduceerd in een kernreactor in Clinton Laboratories in Oak Ridge, Tennessee. Vandaag staat Clinton Laboratories bekend als Oak Ridge National Laboratory.vandaag de dag wordt promethium nog steeds teruggewonnen uit de bijproducten van uraniumsplijting. Het kan ook worden geproduceerd door Neodymium-146 te bombarderen met neutronen. Neodymium-146 wordt neodymium-147 wanneer het een neutron vangt. Neodymium-147, met een halfwaardetijd van 11 dagen, vervalt in promethium-147 door beta-verval., Promethium komt niet van nature op aarde voor, hoewel het wel is gedetecteerd in het spectrum van een ster in het sterrenbeeld Andromeda.de meest stabiele isotoop van Promethium, promethium-145, heeft een halfwaardetijd van 17,7 jaar. Het vervalt tot neodymium-145 door elektronenvangst.
Promethium zou kunnen worden gebruikt om een batterij te maken die door kernenergie wordt aangedreven. Dit type batterij zou de bètadeeltjes die door het verval van promethium worden uitgestraald gebruiken om een fosfor licht te laten afgeven. Dit licht zou dan worden omgezet in elektriciteit door een apparaat vergelijkbaar met een zonnecel., Verwacht wordt dat dit type batterij vijf jaar lang stroom kan leveren.