中国科学院杭州医学研究所由中国科学院与浙江省人民政府合作共建，是中国科学院首个以医学命名的直属研究机构，也是浙江省重点引进和打造的生命健康科创高地主平台。

2019年初，浙江省卫生健康委员会提出打造“医学高峰”计划，会同谭蔚泓院士，多次与中国科学院洽谈协商，着手谋划建设高能级医学创新平台；5月8日，浙江省人民政府与中国科学院签订医学合作框架协议，以浙江省肿瘤医院为依托，共建中国科学院肿瘤与基础医学研究所；6月20日，浙江省卫生健康委员会、中国科学院肿瘤与基础医学研究所和杭州钱塘新区管委会，正式签订框架合作协议，将合作共建中国科学院肿瘤与基础医学研究所、中国科学院大学附属钱塘医院；11月9日，时任中国科学院院长、党组书记白春礼在浙江省实地考察了位于杭州钱塘新区正在筹建中的中国科学院肿瘤与基础医学研究所一期建设情况。

2020年3月30日，时任澳门大学校长宋永华和时任中国科学院肿瘤与基础医学研究所所长谭蔚泓院士分别代表澳门大学和中国科学院肿瘤与基础医学研究所签约，双方共同成立联合癌症研究中心；4月18日，中国科学院肿瘤与基础医学研究所与天津大学签署合作协议，合作共建天津大学-中国科学院肿瘤与基础医学研究所智能医学中心；5月8日，中国科学院肿瘤与基础医学研究所重大人才项目签约仪式在杭州举行；11月12至13日，时任中国科学院党组成员、秘书长汪克强赴杭州调研中国科学院肿瘤与基础医学研究所，并出席中国科学院与浙江省共建中国科学院肿瘤与基础医学研究所联合工作组会议。

2023年2月23日，中央机构编制委员会办公室正式批复设立中国科学院肿瘤与基础医学研究所为中国科学院直属事业单位，后正式更名为中国科学院杭州医学研究所。

2024年1月25日，由中国科学院、浙江省合作共建的中国科学院杭州医学研究所在杭州揭牌；5月8日，第六届分子医学前沿论坛暨中国科学院杭州医学研究所五周年学术活动在杭州举行。

据2024年11月研究所官网数据，中国科学院杭州医学研究所拥有在所师生700余人，科研骨干中国家级人才入选者占比1/3，省级人才占比2/3，具有海外名校研修经历者占比70%，职工平均年龄32岁。

据2024年11月研究所官网数据，中国科学院杭州医学研究所下设2个浙江省科研平台、1个联合实验室、7个科研单元、2个支撑平台、2个联合共建平台。

据2024年11月研究所官网数据，中国科学院杭州医学研究所科学实验中心下设五个分平台，分别为动物实验平台、生物成像平台、组学研究平台、物质结构平台、数据分析平台。中心总面积达8000平方米，拥有超过200台/套单价在30万元以上的共享设备，总资产接近6亿元。所有设备均由专业的全职技术人员管理，经过标准化培训的用户可以自主操作相关设备。此外，中心还采用了信息化管理系统，为用户提供24小时全天候预约使用服务，为科研活动提供高效、便捷的技术支持。

2023年9月9日，第十届DNA纳米技术国际研讨会在中国科学院杭州医学研究所国际报告厅召开。该次会议由中国科学院杭州医学研究所承办，湖南大学和中国地质大学（武汉）协办，来自世界各地的专家学者齐聚一堂，共同探讨DNA纳米技术领域的进展。

2024年1月25日，中国科学院杭州医学研究所在国际报告厅举办了第五届分子医学高峰论坛暨中国科学院杭州医学研究所揭牌活动。

中国科学院杭州医学研究所以基础科学驱动、临床问题导向、重大平台支撑、学科交叉融合为特色，开展有组织攻关式研发。聚焦核酸分子医学、智能分子诊断与靶向药物、恶性肿瘤分子诊疗临床研究等三个主攻方向，探索医学合成生物学、智慧医学与主动健康、中医药分子医学等三个前沿方向。

截至2023年10月，中国科学院杭州医学研究所共承担国家级重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目和青年项目等国家级项目，以及省市、地方等各类科研项目130项，人才类项目24项，横向项目10项，共计获批科研经费3.6亿余元。发表SCI学术论文147篇，申请专利73项，获批12项（其中3项实用新型）。

其中，由时任中国科学院杭州医学研究所所长谭蔚泓院士牵头的项目“新型冠状病毒核酸现场快速检测设备及试剂的研发”获中华人民共和国科技部推荐进入国家药品监督管理局应急审批通道，该课题是浙江省首个国家新型冠状病毒现场快速检测产品研发应急项目，也是全中国300多个申报项目中仅有的2个获批推荐进入应急审批通道的核酸现场快速检测项目之一。该研发将新冠病毒全流程核酸检测从3个小时压减到80分钟以内，达到国际领先水平，已在中国近百家机构，以及10余个国家推广应用。

韩达研究员作为首席科学家主持承担了国家重点研发计划“合成生物学”重点专项项目，项目名称为《非天然碱基和非天然细胞设计合成及功能研究》，项目研发总经费1961万元。该项目构建非天然碱基和非天然细胞，阐明非天然核酸参与生命过程的基本规律，对探索认知生命起源、进而更好地指导设计新型生物医学工具有重要意义。该项目借鉴天然核酸分子的连接化学，利用人工设计的“非天然碱基”的程序性连接，设计合成核酸类似物，构建新型人工生物学体系，探索其在生物成像、靶向递送和肿瘤免疫治疗等方面的适用性，为恶性肿瘤精准诊断和靶向治疗提供变革性技术平台。

方晓红研究员牵头的国家重点研发计划“生物大分子与微生物组”重点专项项目，项目名称“面向细胞间通讯的化学生物学新技术及其在肿瘤免疫研究中的应用”，中央财政支持经费2569万元。该项目旨在发展可识别、标记、监测、富集、鉴定和调控细胞间通讯相关分子的化学生物学新技术，并应用于解析肿瘤免疫微环境中细胞间通讯的分子基础，阐释免疫失能和重塑机制，开发可改善抗肿瘤免疫功能的药物分子，助力发展实体肿瘤免疫新疗法，提高癌症防治水平，满足面向人民生命健康的国家战略需求。

截至2024年11月，中国科学院杭州医学研究所拥有一级学科博士学位授权点1个、一级学科硕士学位授权点1个、二级学科博士学位授权点3个、二级学科硕士学位授权点3个、专业硕士学位授权类别1个。

一级学科博士学位授权点：药学

一级学科硕士学位授权点：药学

二级学科博士学位授权点：药物化学、药理学、药剂学

二级学科硕士学位授权点：药物化学、药理学、药剂学

专业硕士学位授权类别：生物与医药

截至2024年11月，中国科学院杭州医学研究所拥有研究生导师62人，其中博导23人，硕导39人，包括中国科学院院士2人、国家杰青3人、国家高层次青年人才20余人。在读研究生（含联合培养）653名，其中博士生162名，硕士生491名。

据2024年11月研究所官网数据，中国科学院杭州医学研究所先后与天津大学、中国科学技术大学、中国科学院化学研究所、国科大杭高院、澳门大学、湖南大学、浙江工业大学、温州医科大学等高校和科研院所开展研究生联合培养工作，共招收研究生500余人。

中国科学院杭州医学研究所所徽为蓝色，内容图案由研究所的英文简称HIM、箭头和基因链组成，其中，HIM和箭头结合为钟楼，整体被基因链围绕。

2024年3月，中国科学院杭州医学研究所开展了“抢占制高点，巾帼半边天”的系列主题活动；7月15至18日，中国科学院杭州医学研究所举办了2024年全国优秀大学生夏令营活动；10月，中国科学院杭州医学研究所在中国科学院第七届科学节“嗨，科学！——好奇探索未知，科学连接未来”的主题引领下，举办了“科学启航生命：探索未知，拥抱健康未来”活动。