生物大分子国家重点实验室依托中国科学院生物物理研究所，实验室于1989年经国家计划发展委员会和中国科学院批准成立。1991年1月通过验收并正式对外开放。邹承鲁院士任实验室名誉主任。现任实验室主任为王志新院士，黄有国研究员任常务副主任，王志珍及常文瑞研究员任副主任。学术委员会由国内本领域著名专家17人组成，杨福愉院士任主任，孙曼霁及匡廷云院士任副主任。

实验室现有固定人员21人，有中国科学院院士5人、研究员8人、副研6人（其中45岁以下5人），已基本形成了一个由老中青科研人员和一支素质较好的研究生队伍组成的较合理的研究梯队，对确保了研究工作的顺利进行和实现实验室的总体目标起到了至关重要的作用。本实验室是全国第一批自定博士生导师的试点之一，也是生物物理的研究所2个博士后流动站之一。自成立以来，实验室培养了众多的优秀研究生，仅1996～2001年内，实验室就有8位博士后出站、54位博士和34位硕士毕业，毕业生中有46人获得各种奖励70次。其中有4人获得了中国科学院院长奖学金特别奖，11人获院长奖学金优秀奖；1999年在全国开展了评选100篇优秀博士论文的活动，童俊超博士的毕业论文被评为首届全国优秀博士学位论文，是科学院入选的20篇论文之一。

生物大分子国家重点实验室主要从事包括蛋白质、酶和膜蛋白等生物大分子的结构（含三维结构）、运动和功能的相互关系研究，从原子、分子和细胞水平上了解和阐明生物大分子的结构和功能及其与细胞功能调控的相互关系。开展的主要工作有：帮助蛋白质折叠的生物大分子的结构与功能，蛋白质折叠和去折叠过程中的构象、能量、活性变化规律，新生肽链的折叠，蛋白质结构预测；胰岛素系列、藻类捕光色素蛋白系列及金属蛋白系列等的晶体结构研究，蛋白质溶液三维结构的NMR研究；与信号跨膜转导、物质（含蛋白质）运送和细胞凋亡相关的膜蛋白的结构与功能及其相互关系的调控因素（如膜脂及脂的结构等）影响等的研究。

生物大分子国家重点实验室自成立以来一直承担着国家和中国科学院重大或重点项目等科研任务以及其它部委级的研究基金项目，在出色完成承担的科研任务中，该室取得了较好的科研成果，如：“胰岛素分子正确结构的形成和蛋白质二硫键异构酶”的研究纠正了国外大部分流行教科书中关于“胰岛素原的C肽是胰岛素分子中正确二硫键形成所必需”的错误观点，同“酶活性部位的柔性”及“酶活性不可逆改变动力学”的理论一样已广泛地被国际同行引用并接受。在1989～2001年间，共发表论文750篇，其中被SCI收录363篇（国外刊物343篇）；出版论著6部；获得各种科技成果奖励21次，其中国家自然科学奖二等奖4次、三等奖2次、四等奖1次，中国科学院自然科学奖一等奖4次、二等奖3次、三等奖1次；其他部委级科技进步奖二等奖3次、三等奖3次。实验室的科研人员因出色的科研业绩还获得了多项个人奖励，如“第三世界科学院生物学奖”、“王丹萍奖”、“何梁何利基金奖”、香港求是基金会“杰出科技成就集体奖”及“杰出青年学者奖”、“中国青年科学家奖”、“中国科学院青年科学家奖”及“国家有突出贡献的中青年专家称号”等，王志新院士和潘宪明研究员还获得了国家杰出青年科学基金的资助。人类基因组的框架已经绘制，21世纪的生命科学正迈向蛋白质组学的新时代。生物大分子国家重点实验室将继续瞄准国际学科前沿，发挥已有优势，突出自身研究特色，注重学科交叉，力图从原子、分子和细胞水平等多层次开展蛋白质、酶和膜蛋白等生物大分子的结构与功能及其与细胞功能调控的相互关系研究，揭示生命活动的规律和本质，为国家发展中的一些重大生物学问题提供理论依据做出贡献。

经过10余年的建设和不断努力，生物大分子国家重点实验室在多方面取得了可喜成绩，多次受到各级领导部门的表彰和奖励。1990年、1991年、1996年和2001年，在国家科技部委托国家自然科学基金委员会组织专家对全国生物学科国家重点实验室和部门开放实验室进行的评估中，生物大分子国家重点实验室连续四次被评为优秀。

1994年，在国家重点实验室成立十周年之际，该实验室被国家计委、国家科技部和财政部评为先进集体，同时被国家科技部选为全国首批五个国家重点实验室试点单位之一。1996年，该室被中国科学院人事部评为先进集体。1999年，中国科学院在京区启动了六大知识创新工程基地外与生物学有关的开放实验室的知识创新工程试点工作，该室作为优秀实验室首批进入了创新试点。