ХХ ғасырдың 50-шы жылдарының басында Қазақстан ғалымдары республикада ядролық физика және халық шаруашылығында атом энергиясын пайдалану саласындағы іргелі және қолданбалы ғылыми зерттеулерді дамыту қажеттілігін түсінді.
Қазақ КСР Ғылым Академиясының президенті, академик Қаныш Имантайұлы Сәтбаев КСРО Министрлер Кеңесі мен КОКП ОК-не Жолдауында:
Қазақстанның өндіргіш күштерінің кеңеюі Қазақстанда ғылымды тиісті түрде күшейтуді және ең алдымен өнеркәсіптің, ауыл шаруашылығының және денсаулық сақтаудың барлық буындарына ядролық физиканың соңғы жетістіктерін енгізуді талап етеді, - деп жазды.
Қаныш Имантайұлының ұстанымын Игорь Васильевич Курчатов және Қазақстанның көптеген танымал физик-ғалымдары қолдады. Олардың ұсыныстарын КСРО және Қазақ КСР үкіметтері қолдады.
Қазақ КСР Ғылым Академиясының төралқасы Қазақ КСР Ғылым академиясының Физика-техникалық институты базасында Ядролық физика институтын құру туралы 1957 жылғы 25 шілдедегі №-14/4 қаулы шығарды.
Бүгінгі таңда ЯФИ қызметкерлерінің жалпы саны 2023 жылға 700-ден астам адамды құрайды, оның 140-ы жас мамандар, 71-і ғылым докторлары, ғылым кандидаттары және философия докторлары дәрежесіне ие.
Институт соңғы бес жылда Web of Science және Scopus дерекқорында жарияланған жұмыстар саны бойынша ҚР ғылыми-зерттеу институттары (ҒЗИ) арасында бірінші орынды иеленді.
Институтта 8 негізгі эксперименттік қондырғы бар: ВВР-К зерттеу реакторы, сыни стенд және 6 зарядталған бөлшектердің үдеткіш кешені. Институттың негізі 23 ғылыми-зерттеу зертханасы және заманауи аналитикалық және сынақ жабдықтары бар 3 ғылыми-техникалық орталық болып табылады.
Институт әлемнің 30-дан астам жетекші ғылыми ұйымдарымен және университеттерімен тығыз жұмыс істейді.