黑龍江省原子能院成立于1958年11月,并確立以受控核聚變和同位素研究為主體方向,由周恩來總理親自任命黃葳同志為首任所長。同年,受國務院委派,中科院在原子能院成立“205監測站”,榮庸出任首任站長,主要開展監測蘇聯核試驗對我省自然放射性本底變化規律及影響研究。

1962年第二次“全國電工會議”(受控核聚變研究專題會議)在哈爾濱召開,聽取原子能院利用7臺電容器研制“角向一號”箍縮實驗裝置及開展探索性實驗與理論研究工作的報告。

1963年原子能院更名為中科院東北技術物理研究所。后物理所劃歸二機部,并啟用代號“東北五O三所”。

1964年錢三強到訪物理所并參觀考察了角向一號裝置。

1965年二機部決定將原子能研究院14室遷往哈爾濱與東北技術物理研究所合并,組建我國第一個以受控核聚變為首要任務的專業研究中心,并在哈爾濱南郊沙曼屯建設新基地。

1971年胡象友、馬永和研制成功核爆當量觀測儀,曾二次攜帶該儀器赴羅布泊對核爆當量進行監測,并獲得全國科學大會獎。

1976年李念祖等率先在國內研制成功? Co-γ射線的放射性同位素料位計。劉德方等率先在國內開展輻射保鮮和殺菌工作,完成了大量相關輻射保藏滅菌項目。

1978年赫宗儒等研制成功煤田低能γ射線測井儀,獲國家煤炭部科技進步一等獎。

1979年馬祖光院士兼任黑龍江省技術物理研究所所長。

1980年榮庸率先實現了輻射法制備聚丙烯酰胺,開創了中國聚丙烯酰胺輻射聚合工藝的先河,為中國輻射化學工業開辟了新途徑。

1984年原子能院正式更名為黑龍江省科學院技術物理研究所。

1985年宿濱盛等率先在國內成功研制HCH-1型核子秤。

1986年榮庸研制“輻射法制備高吸水性高分子材料研究”獲“六五”國家科技攻關獎。

1991年肖度元負責牽頭組建中俄核分析實驗室,引進中國第一臺252Cf 中子源活化分析裝置 ,與俄羅斯合作開展研究和開發工作。國務委員宋健來所視察指導。

1993年田汝超等率先在國內研究輻射交聯制備大口徑熱縮性防水帽,解決了大慶至大連輸油管道接口防腐密封的難題。

1997年王長安等承擔國家科委化工部項目——051-G3艦船外板長效無毒防腐防污涂料。

2005年原子能院成功協助處理震驚全國的哈爾濱市建國街"7.13"放射源丟失事件,為黑龍江省核事故處理起到了無可替代的專業技術支撐作用。

2016年原子能院凝練中長期發展方向,確定以“核安全、核技術、核能源、核科普”的四核和“服務于核與輻射安全、社會發展與生態環境保護、經濟主戰場和人民生命安全、科學教育與文化發展”的四服務發展理念

2017年9月,在朝核關鍵時期,原子能院勇擔重大公益使命,集聚核分析技術力量,在國家環保部和省環保廳統一部署下,刻苦攻關、日夜兼程,出色地完成了朝鮮第六次核爆期間***應急監測任務,得到了國家環保部的高度肯定。

2018年,原子能院建院六十周年,原子能院人不忘初心,續寫聚變情懷,站在原子能院改革轉型的重要歷史起點,牢記使命,助力龍江發展。并且在核反恐安保方面取得重要突破:原子能院輻射防護技術團隊經過三年攻關,成功研制了行人、車輛、低空核反恐安保系列裝備,并通過國家核安保中心鑒定和認證。系列科研成果成功應用于2018.1高級別安全保障任務,中俄地方合作交流年高級別安全保障任務,以及省兩會、市兩會、哈洽會、冰雪節等重要會議和重大活動。目前已破獲案件3起。

2019年4月,原子能院改革定位為公益二類事業單位,主要職責:承擔原子能利用、核與輻射安全、應急處置等重點公益科學研究及科技成果轉化、科學普及、教育培訓,為社會、經濟提供核技術應用及核與輻射安全的技術服務,為政府提供相關技術支撐。

2020年新冠肺炎疫情防控期間,面對傳統滅菌方法周期過長制約的醫用一次性防護服供應瓶頸問題,研究院通過發揮核技術學科基礎研究優勢進行技術攻關,成功解決醫用一次性防護服滅菌時間過長的問題,將滅菌周期由7-14天縮短為1天以內,并無償為6家黑龍江省企業和5家應急指揮部的國外企業的防護服提供該科技成果的技術攻關、推廣轉化以及應急情況下的防護服滅菌技術服務,累計完成11批次,共10140件防護服滅菌服務。以實實在在的核技術科研成果直接助力打好打贏疫情防控阻擊戰,得到了省領導重要批示和高度贊揚。

2021年更名為黑龍江省原子能研究院。