Институт органической химии открылся 23 февраля 1934 года в результате объединения нескольких научно-исследовательских лабораторий. В 1953 году институту присвоили имя академика Н.Д. Зелинского, работавшего в нем с 1936 по 1953 год. Сегодня учреждение представляет собой крупнейший научный центр в сфере органической химии. В конце 80-х годов началось развитие математической химии и компьютерного синтеза, стали применяться современные информационные технологии. Научные сотрудники института принимают участие в работе над совместными проектами с учеными стран Западной Европы и США. Основными целями фундаментальных исследований, проводимых научными сотрудниками института, являются получение новых данных о структуре органических соединений, открытие новых реакций и катализаторов, разработка перспективных методов синтеза органических соединений. Институт вносит значительный вклад в подготовку высококвалифицированных научных кадров как для России, так и для стран СНГ и дальнего зарубежья. В нем действует аспирантура, выпускники которой работают в крупных научных центрах многих зарубежных стран. На сегодняшний день это наиболее многочисленная аспирантура среди действующих в химических институтах РАН.