В начале 50х годов прошлого столетия в нашей стране начался масштабный проект развития научных исследований на базе создаваемых специализированных академгодков, один из которых должен был быть ориентирован на выполнение фундаментальных исследований в области физико-химической биологии. Согласно постановлению Совета Министров СССР № 501 от 13 апреля 1956 г. и последующего распоряжения Президиума АН СССР № 82-911 от 10 мая 1956 г. в Серпуховском районе Московской области должно было начаться строительство научного городка Академии наук СССР.
Создание Центра биологических исследований было вызвано необходимостью развития нового направления фундаментальной науки - молекулярной биологии и связано с тем, что "существующая сеть институтов Отделения биологических наук и их материальная база не отвечали возросшим требованиям, предъявляемым к биологической науке" в то время. Отставали от мирового уровня исследования в области проблемы белка и нуклеиновых кислот, проблем общей вирусологии, проблем молекулярной организации клетки, саморегуляции клеточных процессов в целом, физико-химических основ наследственности, энергетики клеточных процессов, биохимии микроорганизмов. Недостаточное внимание уделялось проблеме фотосинтеза как единственного в природе процесса синтеза органическихвеществ из неорганических с использованием энергии солнечного света.
Строительство "мощного центра биологических исследований, располагающего необходимой материальной базой, оснащенного новейшими оборудованием и аппаратурой", должно было обеспечить "широкие возможности для использования биофизики и биохимии в различных разделах биологии и для проведения глубоких комплексных теоретических исследований, результаты которых послужат основанием для разработки практических рекомендаций по использованию достижений биологической науки в народном хозяйстве".
По инициативе президента АН СССР академика А. Н. Несмеянова был поставлен вопрос о создании научного городка Академии наук СССР. Было принято решение о строительстве такого городка в Серпуховском районе Московской области на правом берегу Оки у села Пущино. В 1956 году Академии наук был отведен земельный участок под строительство научного городка и радиоастрономической станции Физического института им. П. Н. Лебедева, и на пущинской строительной площадке началось возведение радиоастрономической станции.
Весной 1961 года был заложен первый камень в фундамент здания Института биологической физики АН СССР, на базе которого затем создавались новые институты. В стране одновременно строилось несколько академгородков и в ходе их организации и строительства для Пущинского центра выкристаллизовалось биологическое направление.
Два года спустя, в связи с назначением директоров-организаторов вновь создаваемых институтов, экспертный совет по рассмотрению проектов Пущинского центра был переименован в Совет директоров Пущинского центра биологических институтов. Организацией Дирекции научного центра был окончательно сформирован Научный центр биологических исследований (НЦБИ АН СССР). Возглавил его Г.М. Франк, а первым заместителем директора, на плечи которого легли основные заботы по созданию академгородка, стал А. Н. Черкашин.
Глебу Михайловичу Франку принадлежит огромная роль в создании Центра. Усилиями этого замечательного ученого-организатора в Пущино были скоординированы на решение задач современной молекулярной биологии усилия ученых различных специальностей: биофизиков, биохимиков, физиологов, цитологов, математиков, микробиологов, инженеров.
Большой вклад в развитие академического городка на посту директора научного центра и председателя Совета директоров внесли преемники Г. М. Франка академик Г. К. Скрябин и член-корреспондент РАН Г. Р. Иваницкий. Одновременно с научным центром формировался и современный город "с широкими прямыми улицами, современными жилыми домами", строились детские учреждения, школы, больница, Дом ученых, гостиница, другие организации социальной сферы.
Становление Центра биологических исследований находилось под пристальным вниманием Президиума Академии наук СССР. Постоянную помощь оказывали президенты АН СССР академики А. Н. Несмеянов, М. В. Келдыш, А. П. Александров; академики А. А. Баев, А. Н. Белозерский, Ю. А. Овчинников, М. М. Шемякин.
С развитием институтов рос и развивался научный центр. Первенец биоцентра - Институт биологической физики, основанный еще в 1952 г. в Москве А.М.Кузиным, чуть позже возглавил Глеб Михайлович Франк. Постепенно создавались новые институты. Институт биохимии и физиологии микроорганизмов во главе с Николаем Дмитриевичем Иерусалимским, Институт фотосинтеза во главе с Вячеславом Борисовичем Евстигнеевым, Институт почвоведения и агрохимии во главе с Виктором Абрамовичем Ковдой, Институт белка во главе с Александром Сергеевичем Спириным и Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения во главе с Виктором Васильевичем Тихомировым. В Институте биофизики был создан отдел Проблем памяти под руководством Михаила Николаевича Ливанова, также планируемый в качестве основы будущего института с тем же названием. Через несколько лет был создан Научно-исследовательский вычислительный центр, в дальнейшем преобразованный в Институт математических проблем биологии во главе с Альбертом Макарьевичем Молчановым.
Строительством новых научных центров занимался Государственный проектный научно-исследовательский институт Академии наук (ГИПРОНИИ). Впервые была спроектирована модульная система пространственной организации научных объектов и применена в Пущинском биологическом научном центре. Специально для проектирования города Пущино в ГИПРОНИИ была сформирована Комплексная проектная мастерская, возглавляемая Евгением Александровичем Архиповым, затем его сменил Вячеслав Степанович Воронежский. Под их руководством было построено большинство зданий города в духе советского модернизма. Они осуществили ленточное зонирование города: основные функциональные зоны были вытянуты вдоль берега Оки. В результате по склону вверх тянутся параллельно друг другу: прибрежная зона отдыха (пляжи, лес, экологическая тропа, парк усадьбы), жилая зона, зеленая зона (парк, создающий буфер между жилой зоной и зоной институтов), зона институтов (научно-производственная зона, где находятся лабораторные, производственные корпуса, общественные блоки, оранжереи), затем хозяйственная зона. На улицу Институтскую выходят фасады восьми институтов. В Пущино сохранилось много советских «артефактов»: панно из мозаики и барельефы на стенах зданий, вывески, памятные доски. Рельефное панно на фасаде Института биохимии и физиологии микроорганизмов оказалось настолько удачным, что впоследствии было воспроизведено в здании посольства СССР во Франции. Сейчас Пущино привлекает внимание архитекторов как заповедник модернизма.
Постепенно в Пущино появилась вся необходимая городская инфраструктура: дом учёных, гостиница-пансионат, Дом аспиранта и стажёра, дом быта, кафе «Зеленая зона», детские сады и школы, магазины, рынок.
В 1990 году в целях более эффективного использования и развития научно-исследовательского, производственно-технического потенциала НЦБИ АН СССР был преобразован в Пущинский научный центр, объединяющий все научные и научно-вспомогательные учреждения г. Пущино. Научно-организационное руководство Центром поручалось Президиуму Пущинского научного центра, его председателем был назначен член Президиума АН СССР академик А. С. Спирин, усилиями которого удалось сохранить научный потенциал Центра в трудные 90-е годы. На рубеже тысячелетий (в 1999 г.) его сменил на этом посту академик В. А. Шувалов, а с 2006 г. председателем Пущинского научного центра стал академик А. И. Мирошников.
До недавнего времени Пущинский научный центр РАН осуществлял организационное и методическое сопровождение научно-исследовательской деятельности девяти институтов биологического профиля и Радиоастрономической обсерватории ФИАН.
Новая концепция развития фундаментальной науки в России основывается на решении об укрупнении исследовательских институтов Академии Наук. Многие научные организации объединились в Федеральные исследовательские центры. В 2017 году такой процесс объединения стартовал и в биологическом центре в Пущино, директором-организатором которого стала председатель Пущинского научного центра Н.А. Белова. В октябре 2018 был образован ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН», объединивший 5 научных институтов, которые имеют статус обособленных подразделений и полностью сохраняют кадровый состав и тематическую направленность исследований. Новый тип объединения научных организаций позволяет организовать более слаженную работу общих служб, а концентрация научного потенциала и интеграция исследований дают возможность предлагать более конкурентные проекты в конкурсах за бюджетное финансирование.
В настоящий момент Пущинский научный центр биологических исследований РАН – крупнейшая научная организация, ведущая исследования мирового уровня в области физико-химической биологии. В организации работает более 1300 человек, из них около 600 – научные сотрудники. Около 140 ученых имеют ученую степень доктора и более 300 - кандидата наук. В Центре работают 6 членов-корреспондентов и 2 академика РАН. Учеными Центра ведется широкий спектр фундаментальных исследований мирового уровня в области молекулярной и клеточной биологии, микробиологии, биотехнологии, генной и клеточной инженерии, фотобиологии, биофизики, почвоведения, экологии и в других областях.