王惟一的《铜人经》刊行以后，宋仁宗下令医官院“创铸铜人为式”，王惟一授命铸造针灸铜人，他精心设计，组织全国能工巧匠参与铸造。起初，王惟一想铸造一个实心的铜人。但工匠们提出，实心的太重了，移动不方便，铸成空心的轻便，里面还可安上脏腑。
王惟一觉得有理，就决定铸成空心的，中间安上五脏六腑，与真人一样。设计方案确定后，王惟一核对所有经络和腧穴的位置、名称，设计了内脏结构，核对无误后将图纸交付施工。
1027年(天圣五年)，两尊针灸铜人铸成了。铜人又称为天圣针灸铜人。铜人的是男性模型，立正姿势，两手平伸，掌心向前，身高五尺三寸，约合1.73米。铜人铸成前后两部分，装有特制的插头，可以进行拆卸组合。
铜人标有354个穴位名称，所有穴位都凿穿小孔。“内为腑臓，旁注溪谷，井荥所会，孔穴所安，窍而达中，刻题于侧。使观者烂然而有第，疑者涣然而冰释。”铜人拆开后，可以看到体内木雕的五脏六腑和骨骼，形象逼真，栩栩如生。这样既适用于针灸学，也适用于解剖教学，比西方的解剖医学早了近八百年。
据史书记载，针灸学考试时，会在铜人身上涂满黄蜡，以封住每个穴位，考生看不见具体的穴位，只能靠平时的功底扎针，穴位扎准了，就会针入水出（一说针入汞出），扎得不准，透过黄蜡后，针就扎到铜皮了，自然不会有水流出。
两尊针灸铜人被北宋朝廷视为国宝，一尊放在宋朝的医官院，用于学医者观摩练习；一尊放置在东京（今河南开封）大相国寺的仁济殿，在此陈列了近百年。
靖康二年(1127)金军攻破了东京，铜人被掠走。《宋史·钦宗本纪》载：“夏四月庚申朔，大风吹石折木。金人以帝及皇后、皇太子北归。凡法驾、……铜人、刻漏，古器、景灵宫供器，太清楼秘阁三馆书、天下州府图及官吏、内人、内侍、技艺、工匠、娼优，府库畜积，为之一空。”说明金军进入东京后大肆掠夺，王宫里的珍宝都被洗劫一空，其中包括针灸铜人，但这里应该是一尊铜人。
关于另一尊铜人的下落，南宋诗人周密在《齐东野语》卷十四中提供了一个线索：“尝闻舅氏章叔恭云：昔倅襄州日，尝获试针铜人，以精铜为之，腑脏无一不具。……后赵南仲归之内府，叔恭尝写二图，刻梓以传焉，因并附见于此焉。”这尊针灸铜人可能是金军攻入东京前，由人秘密带出南逃时留在襄阳的。
留在襄阳的一尊铜人，后落入元人之手。《元史·阿尼哥传》载：元中统二年（1261），元世祖问阿尼罗：“‘汝何所能？’对曰：‘臣以心为师，颇知画塑铸金之艺。’帝命取明堂针灸铜像示之曰：‘此宣抚王楫使宋时所进，岁久阙坏，无能修完之者，汝能新之乎？’对曰：‘臣虽未尝为此，请试之。’至元二年，新像成，关鬲脉络皆备，金工叹其天巧，莫不愧服。”尼泊尔工艺家阿尼哥对它进行了整修，于1265年竣工。
据《元史·王楫传》，王楫原为金人，后改仕蒙古，授宣抚使，兼行尚书六部事。公元1232年随蒙古军进攻金国京城汴京，汴京很快被攻破。1233年，蒙古政府派王楫出使南宋，王楫以使节身份“前后凡五往，以和议未决，隐忧致疾，卒于南。”这期间，南宋政府为了委曲求全，苟且贪安，将仅存的第二尊针灸铜人作为贡品献给了蒙古。故有“此宣抚王楫使宋时所进”之说。
这具铜人后来又为明人收藏。洪武元年（1368）左右，铜人被移入宫中。《大明一统志》中，提到京师顺天府三皇庙内存放的铜人情况：“三皇庙……东有神机堂，内置铜人。针灸图二十有四，凡五脏旁注为溪谷所会，各为小窍，以导其源委。又刻针灸经于石，其碑之题篆，则宋仁宗御书。元至元间自汴移置此。洪武初，铜人取入内府，图经尚存。”元至元间为1264—1294年。
至明英宗正统八年（1443年），因为年代已久，铜人上面的腧穴和字样已模糊难辨，不便使用，因此明英宗命人重铸了一尊，称明正统铜人，它一直保存到清朝。《明史·凌云传》有明孝宗测试凌云针刺技术的一段记载：“孝宗闻云名，召至京，命太医官出铜人，蔽以衣而试之，所刺无不中，乃授御医。”
2017年8月28日，世卫版针灸铜人全球推广合作协议签约仪式 暨新闻发布会在京举行
明清两代，公私铸造铜人很多。现存留于世包括流传到国外去的，多为这一时期所造。日本帝国博物馆藏有一尊铜人模型，曾引起国际学术界的注目。有人认为，它就是宋代铜人，但此说有待于进一步考证。俄罗斯圣彼德堡博物馆中收藏也有一尊明代铜人。目前，国家博物馆里有一尊针灸铜人，是明代复制的，并不是宋代的真品，宋代针灸铜人的下落至今不明。
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