Институт был основан 14 июля 1950 года по инициативе Сталина. Уже к концу года институт зарекомендовал себя как один из ведущих научных центров страны.

Ученые института за первые несколько десятилетий сделали множество открытий, например, физиолог М.Н. Ливанов создал первый в мире электроэнцефалоскоп, который стал прообразом современных томографов, а также открыл принцип синхронизации отделов мозга.

Сейчас в институте действуют 17 лабораторий по изучению мозга на всех уровнях: от молекул и клеток до сетей и поведения в целом.

Сейчас институт работает в одном из самых перспективных направлений – эволюционная нейробиология. Институт изучает трихоплаксы — древнейшие многоклеточные организмы, у которых нет мозга, но есть сложное поведение. Это помогает проследить, как на протяжении эволюции формировались нервные структуры.