Датой основания учреждения считается 1945 год, когда был открыт филиал Академии наук СССР в Казани, в состав которого вошел Биологический институт, впоследствии реорганизованный в Казанский институт биохимии и биофизики (КИББ). В настоящее время основными направлениями научной деятельности организации являются исследования сигнальных систем клеток растений и изучение их роли в адаптации и иммунитете. Кроме этого, ученые НИИ изучают структуру, динамику и функции ферментов, молекулярные механизмы хеморепции и нейромедиации, механизмы транспортных процессов в растительных и животных клетках. Сотрудниками института создан целый ряд разработок, имеющих практическую направленность, среди которых переносной ЯМР-релаксометр для диагностики артериальной гипертензии. Ученые разработали способ получения соматических зародышей гречихи, метод дистанционного определения хлорофилла в посевах и т.д. В составе КИББ действуют отделы биотехнологии, эндогенных регуляторов, работают лаборатории молекулярных основ патогенеза, роста растительных клеток, биофизической химии наносистем, биофизики транспортных и синаптических процессов и микроскопии. Кроме научной деятельности, учреждение проводит подготовку научных кадров в аспирантуре, на базе КИББ функционирует совет по защите докторских диссертаций.