הראשון ששילב את ארבעת המרכיבים החיוניים לבדיקת פוליגרף לשם אבחון שקר היה הפיזיולוג והקרימינולוג האיטלקי ציזר לומברוזו (Lombroso ). בשנת 1895 פירסם לומברוזו בספרו L’Homme Criminel מספר ניסויים שערך על חשודים פליליים והציע, שבאמצעות ארועים פיזיולוגיים ניתן לזהות שקר. כך למשל גילה שבזמן אמירת שקר מתגברים לחץ הדם וקצב הדופק של הנבדק. לומברוזו הצליח לרשום שינויים בנפח הדם ע"י פלטיסמוגרף ממולא במים לו קרא הידרוספיגמוגרף
(Hydrosphygmograph ) שלא היה יותר מאשר מיכל ממולא בנוזל לתוכו הכניס הנבדק את ידו בעוד הוא אוחז בידית ברזל (ראה תמונה במאמר של טרובילו). מעטפת גומי דקה הושמה סביב לפרק היד וסגרה את חלקו העליון של המכל. פעימות הדופק בפרק היד כמו גם השינויים בנפח הדם השפיעו על מפלס המים. השינויים במפלס הוצגו בשפופרת זכוכית מלאה באוויר שמצידה רשמה את השינויים על גליל מסתובב שהיה מחובר למיכל. הבודק במקרה זה היה לומברוזו עצמו שהיה בעל השכלה נרחבת בפיזיולוגיה. כפיזיולוג, הפנה לומברוזו את מירב תשומת ליבו לאירועים הפיזיולוגיים ולמכשור שרושם אירועים אלה, בעוד שהצד האנושי מאחורי המכשור לא זכה לתשומת הלב הראויה. זכות ראשונים אחרת השמורה ללומברוזו היא השימוש שהוא עשה במכשור שנבנה לצרכים רפואיים לשם אבחון שקר בחקירות פליליות. שיטת הבדיקה שהציע כללה הצגת שאלות מנוסחות בזהירות לנבדק, והשוואת התגובות לשאלות רלבנטיות הקשורות לעבירה עם התגובות לשאלות לא רלבנטיות. דוגמא לצורת החקירה של לומברוזו מובאת ע"י טרובילו (1939).