Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina osnovan je 1948. god. Uredbom Vlade FNRJ. Pomenutom Uredbom od 27. marta 1948. god. osnovana je Uprava za koordinaciju rada naučnih instituta, pri Predsedništvu iste vlade. Iza ovog uopštenog naziva nije se moglo naslutiti da je osnovni cilj Uprave razvoj nuklearne tehnologije u našoj zemlji.

U oktobru 1952. god. Uprava se seli u ulicu Franše d'Epere-a 86 (gde se ITNMS i danas nalazi), istovremeno, na osnovu nove uredbe, Uprava menja naziv u Uprava za rudarska istrživanja i rudarske studije. Sa preseljenjem, Upravi su pripojena dva instituta koja su radila u zgradi u Ul. Franše d'Epere-a: Savezni institut za metalurgiju (prenet u nadležnost Vlade NR Srbije 1951. god.) i Naučnoistraživački institut Ministarstva industrije NR Srbije. U aprilu 1953. god. Uprava menja naziv u Zavod za geološko-rudarska i tehnološka istraživanja.

Juna 1955. god. Savezno izvršno veće ukida Zavod i donosi Rešenje o osnivanju Instituta za tehnologiju nuklearnih sirovina. Rešenjem se utvrđuje da je zadatak Instituta vršenje tehnoloških ispitivanja i istraživanja mineralnih, prvenstveno nuklearnih sirovina. Time se jasno definišu strogo namenska istraživanja na izdvajanju urana iz domaćih mineralnih i nekonvencionalnih sirovina, dobijanje nuklearno čistih soli i jedinjenja uranijuma pogodnih za dalju preradu, kao i razvoj reaktorskih materijala. Zahvaljujući zamahu geološko-rudarskih istraživanja, Institut je bio nosilac istraživanja koncentracije i prerade ruda obojenih, plemenitih i retkih metala.

Dalje transformacije u poslovanju odigravaju se od 1961. do 1966. god. Uredbom iz 1961. god. formira se Zavod za nuklearne sirovine, čime se prvi put u našoj javnosti pojavljuje reč nuklearni kao delatnost, do tada strogo čuvana.

Najzad u januaru 1966. god. Zavod za nuklearne sirovine se deli u dva dela i jasno se profiliše Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina. Rasformiranjem Savezne komisije za nuklearnu energiju (1968. god.) praktično se odustaje od zajedničkog nuklearnog programa u zemlji, što zbog prestanka finansiranja dovodi do ozbiljnih potresa u Institutu. Pravo osnivača preuzima Izvršno veće SR Srbije. Novonastale okolnosti dovode do nove programske koncepcije koja se bazira na uspostavljanju direktne saradnje sa privredom, proširenju delatnosti u oblast nemetaličnih sirovina, obojenih i retkih metala, zaštite životne sredine, inženjerizaciji tehničko-tehnoloških rešenja, konsaltinga i inženjeringa. Poseban napor je uložen u očuvanju primata u domenu analitičke hemije i karakterizacije uopšte.

U periodu 1970-1985. godine izvršen je čitav niz transformacija unutrašnje organizacije, što kao posledica izmene zakonskih propisa, što u traganju za efikasnijom organizacijom istraživačkog rada. Posle transformacije na četiri osnovne organizacije udruženog rada iz 1977. god. u 1985. god. formirane su dve celine. Te dve celine su bile OOUR Institut za pripremu mineralnih sirovina i OOUR Institut za metalurgiju i tehnologiju.

1991. god. ITNMS se registruje kao jedinstvena naučnoistraživačka organizacija u statusu naučnog instituta. Prema Zakonu o naučnoistraživačkom radu iz 1993. god. Institut je registrovan u statusu naučne državne ustanove (Rešenje Ministarstva za nauku i tehnologiju Republike Srbije br. 660-2-199/93 od 1.4.1994. god.).

U skladu sa Zakonom o klasifikaciji delatnosti i registru jedinica razvrstavanja ITNMS je upisan u sudski registar, registarskog uloška br 5-329-00, od 10.2.1999. sa proširenjem delatnosti od 27.05.2003.

ITNMS je je akreditovan 12.03.2007.godine od strane  Ministarstva  nauke i zaštite životne sredine,  Rešenjem o  ispunjenosti uslova za obavljanje naučnoistraživačke delatnosti od opšteg interesa, br.110-00-34/24.

ITNMS je reakreditovana naučno istraživačka organizacija - istraživačko razvojni institut, shodno Rešenju Ministra prosvete, nauke i tehnološkog razvoja br. 612-00-00303/2013-17 od 11.02.2013. kojim je uvrđeno da ITNMS ispunjava uslove propisane zakonom da obavlja naučnoistraživačku delatnost radi ostvarivanja opšteg interesa, a na osnovu pozitivne Odluke Odbora za akreditaciju naučnoistraživačkih organizacija br.640-01-1/13 od 14.06.2011. godine.

ITNMS je reakreditovana naučno istraživačka organizacija - istraživačko razvojni institut, shodno Rešenju Ministra prosvete, nauke i tehnološkog razvoja br. 660-01-019/2016-14 od 03.02.2016. kojim je uvrđeno da ITNMS ispunjava uslove propisane zakonom da obavlja naučnoistraživačku delatnost radi ostvarivanja opšteg interesa, a na osnovu pozitivne Odluke Odbora za akreditaciju naučnoistraživačkih organizacija br.660-01-00013/18 od 12.01.2016. godine.