Prvi materijalni dokazi o korišćenja mineralnih voda Vrnjacke Banje datiraju iz prvih vekova nove ere, kada su Rimljani gospo-darili Balkanom. Tokom radova na kaptiranju vrnjačke tople mineralne vode, koji su vršeni 1924. godine, otkriven je tzv. Rimski izvor – Fons Romanus i mnoštvo novčića iz 3. i 4. veka nove ere. Da li su slovenski doseljenici nekoliko vekova kasnije koristili ovo prirodno blago – nema pouzdanih podataka. Usmena predanja da su Turci koristili toplu mineralnu vodu nisu potkrepljena dokazima. No, to je sve predistorija moderne Vrnjacke Banje, jer njene prve klice klijaju tek u 19. veku.
Odmah po oslobođenju Srbije od Turaka, Miloš Obrenović je pokrenuo akciju za ispitivanje rudnog bogatstva i mineralnih voda u Kneževini, pa je u tu svrhu pozvao Sigismunda Augusta Volfganga barona Herdera iz Saksonije da dođe u Srbiju i izvrši prva istraživanja. Baron Herder je došao 1835. godine, proveo izvesno vreme u tadašnjoj Kneževini Srbiji i, posle sedamdeset dana, sačinio izveštaj, koji je 1846. godine i objavio kao BergmanischeReise in Serbien.
Boraveći u Srbiji, baron Herder se neko vreme zadržao i u Karanovcu (danas Kraljevo). Iz Vrnjacke Banje su mu poslate dve posude sa toplom mineralnom vodom, od kojih je jednu poslao vrnjački sveštenik Jevtimije Hadži-Popović. Baron Herder je posudu sa svežijom vodom odneo u Čačak i odmah je analizirao. Napisao je da se radi o mlakoj i kiseloj vodi, što se retko javlja u prirodi, i da je slična vodi Šlosburn u Karlsbadu (Karlove Vari). Bio je to prvi pisani pomen o toploj mineralnoj vodi u Vrnjackoj Banji.
Sredinom 19. veka, svake godine tokom letnjih meseci, na tople izvore u Vrnjackoj Banji dolazilo je sve više bolesnika. Gotovo niko od njih nije dolazio po savetu lekara, već po pričama o „čudotvornoj lekovitosti” ove vode. Tako se govorilo kako je jedna žena iz Drenove za sedam dana zalečila ranu koju je dvadeset godina imala na glavi, a i da se neki leče zbog pljuvanja krvi tako što toplu vodu piju pola oke svaki dan i kupaju se ujutru i popodne. Ovakve priče nisu prošle nezapaženo, pa je iz godine u godinu na toplom izvoru bivalo sve više bolesnika.
Godine 1856. u Vrnjacku Banju stiže Emerih Lindenmajer, načelnik vojnog saniteta Kneževine Srbije. Tu se upoznao sa sveštenikom Jevtimijem i obavio više razgovora sa bolesnim posetiocima. Svoja zapažanja o vrnjačkoj mineralnoj vodi Lindenmajer je objavio u izveštaju Opis mineralnih voda u Kneževini Srbiji. Za vrnjačku vodu napisao je da je „veoma dobra za pijenje i kupanje, da zaslužuje veliku pažnju, da obećava lepu budućnost i da je poželjno da se uredi”. Složio se sa baronom Herderom da je vrnjačka topla voda slična vodi iz Šlosburna.
Vrnjački sveštenik bio je ohrabren ovim nalazima i uz pomoć i blagoslov užičkog vladike Joanikija uredio je prvi izvor tako što je na mestu gde je voda izvirala postavio stublinu (šuplje bukovo deblo) sa lupnjom (cevkom) na kojoj se voda zahvatala.
Ipak, od presudnog značaja za uređenje buduće Vrnjacke Banje bio je dolazak nekolicine uglednih ljudi iz okolnih gradova, 1856. godine, pre svega Pavla Mutavdžića, načelnika Sreza kruše-vačkog, Miloša Vujovića, protojereja iz Karanovca, Gvozdena Po-dovca, predsednika Primiritelnog suda iz Novoselske opštine i drugih. Gostima je prota Jevtimije Hadži-Popović objasnio da Vrnjčani vode računa o izvoru i obavestio ih šta su baron Herder i Linden-majer u svojim izveštajima zapisali.
Sledeće, 1857. godine u Vrnjacku Banju su došli protojerej M. Vujović i Stevan Kovačić, sudija iz Kruševca, a odmah zatim i vladika užički Joanikije. Vladika je ostavio novac da se napravi vladičina kuća u Vrnjcima i sledeće godine je to učinjeno: napravljena je jedna nameštena soba sa sopčetom u neposrednoj blizini izvora, što se može smatrati prvim banjskim objektom za stanovanje u Vrnjackoj Banji.
Radi ličnog saznanja o mogućnostima lečenja toplom ki-selom vodom, Vladika Joanikije je poslao u Beograd, profesoru prirodnih nauka na Velikoj školi dr Josifu Pančiću, uzorak vode na ispitivanje. O tome je Pančić zapisao: „I ova voda, koju mi je imao dobrotu poslati g. Joanikije episkop Užički, u našoj laboratoriji je ispitana, i tom se prilikom doznalo da sadrži u 1 000 grama 2,51 stalnih delova što sadrži Trebotinska voda, samo što se ovde malo trag sumporne kiseline nalazi.” Poredeći vrnjačku toplu mine-ralnu vodu sa sličnim vodama u Evropi Pančić je zapisao: „Premda nema mineralne vode koja bi se mogla sa kojom drugom lekovitom vodom na svetu sravniti stoga što svaka sadrži makar najmanje nečega, čega u drugim vodama nema, to opet držim da neću moći pogrešiti ako uporedim našu vrnjačku vodu sa hvaljenim toplim kiseljakom u Emsu, u Nausaskoj. Takozvani istočni Krunchen sadrži nablizu iste soli u istoj količini, a i temperatura mu je gotovo jednaka. Pa kako se emska voda preporučuje protivu hroničnog katara organa za dihanje i hiperemije utrobnog kanala, a pomešana sa surutkom i protivu mnogih drugih bolesti, to se slobodno i naša vrnjačka može u tim istim nevoljama upotrebiti, dakako sa nužnom predostrožnošću i po pravilima koje u svakom pojedinom slučaju samo vešt lekar prepisati može.”
Josif Pančić je bio svakako upoznat sa nalazima barona Herdera i Lindenmajera i sa tim nalazima se uglavnom slagao. Njegova ispitivanja su išla u pravcu određivanja indikacija za lečenje toplom vrnjačkom vodom i s pravom se može reći da je on bio prvi lekar koji je slao pacijente u Vrnjackoj Banji.