История ЦНИЛ начинается в сентябре 1962 г., когда в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР от 12 августа 1961 года «О мерах по дальнейшему развитию и улучшению научно-исследовательской работы в области медицины» были созданы при ГМИ биохимический, гистологический и физиологический отделы, которые и положили начало ее созданию. Позднее, в 1964 г., были образованы отдел биофизики и группа автоматизации кардиологических исследований, а в 1968 г. — отдел электронной микроскопии.
Первым заведующим ЦНИЛ стал профессор Д.И.Рыжаков, руководивший лабораторией с 1971 по 1977 гг. одним из первых научных сотрудников были профессор Е.М. Хватова, д.м.н. И.М. Солопаева, к.м.н. З.А. Горохова. Основным научным направлением, развиваемым под руководством Д.И.Рыжакова, являлось изучение ультраструктурных, гистохимических, иммунологических и биохимических изменений организма при гипотермии. Разработка и выполнение научно-исследовательской работы велись совместно с кафедрами госпитальной хирургии, оперативной хирургии и топографической анатомии. В 1972 г. был создан отдел медицинской кибернетики, впоследствии переименованный в отдел ангионеврологии, которым руководил профессор В.Д.Трошин, а в 1974 г. при кафедре нормальной анатомии была сформирована группа адаптационной морфологии под руководством д.м.н. А.Н. Вазина. В 1973 г. 4 отдела — морфологический, биохимический, электронной микроскопии, экспериментальной хирургии — были размещены в биофизическом корпусе медицинского института, где располагаются и сейчас.

В 1977 г. руководителем ЦНИЛ становится к.м.н. Г.А.Бояринов. В рамках основного научного направления стал развиваться новый раздел — «Фармакологическая защита сердца и мозга от гипоксии при выключении сердца из кровообращения». Были разработаны и внедрены в клиническую практику методы холодовой кардиоплегии и фармакологической защиты миокарда в условиях искусственного кровообращения. Проведены первые эксперименты по изучению действия озона на биологические ткани в норме и при патологии. С 1981 по 1985 гг. выполнялась тема «Разработка способов повышения устойчивости организма к гипоксии». Активно развивалось межведомственное сотрудничество — с Институтом сердечно-сосудистой хирургии имени Бакулева, Научно-исследовательской лабораторией реаниматологии АМН СССР, городской больницей №5, городской станцией скорой помощи.
В 1988 г. ЦНИЛ возглавил к.м.н. С.П.Перетягин. В рамках темы «Экспериментально-клиническая оценка эффективности противогипоксической защиты при анестезиологическом обеспечении кардиохирургических операций у больных с высоким риском» продолжало активно изучаться биологическое действие озона на различные органы и ткани животных и человека как эфферентного средства в медицине. Впервые в России, а по некоторым направлениям — и в мире разработана технология использования озона в медицине. В 1992 и в 1995 годах проведены первые Всероссийские конференции по применению озона в биологии и медицине. Экспериментальные и клинические результаты исследований по озону неоднократно докладывались на международных симпозиумах и съездах.
В трудное для страны время, с 1993 по 1998 гг., ЦНИЛ руководил талантливый ученый-нейрофизиолог д.б.н. А.В. Зевеке. Несмотря на резкое сокращение финансирования ЦНИЛ и, как следствие, сокращение штата сотрудников почти в 5 раз, Александр Васильевич при поддержке руководства академии сохранил основной научный потенциал лаборатории. Основной научной темой А.В. Зевеке в эти годы было «Исследование принципов кодирования сенсорной информации в периферическом отделе кожного анализатора». Активно проводилась компьютеризация научных исследований, разрабатывались авторские программные продукты.
С 1998 г. по настоящее время ЦНИЛ заведует д.б.н. И.В. Мухина.

Сейчас трудно даже представить, сколько за годы существования лаборатории прошло через ее стены работ, явившихся основой изобретений, открытий и диссертационных исследований! Сотрудниками лаборатории опубликовано более 500 работ, получено 49 авторских свидетельств и патентов на изобретения, защищены 45 кандидатских и 14 докторских диссертаций. На базе ЦНИЛ выполнены фрагменты 147 кандидатских и 61 докторской диссертации сотрудников кафедр медицинской академии.

Совместно с сотрудниками ИПФРАН разработано новое направление в биомедицинской диагностике, имеющее мировое значение — оптическая когерентная томография (руководитель — д.м.н. Н.Д.Гладкова). В 2001 г. за цикл работ «Оптическая когерентная томография. Физические основы и приложения» получена Государственная премия РФ в области науки и техники. Ведущим научным сотрудником ЦНИЛ, д.м.н. И.М.Солопаевой получен патент на открытие.
Резкое повышение стоимости оборудования, реактивов, сервисных услуг, развитие новых финансово-экономических отношений — все это заставило искать альтернативные, внебюджетные источники финансирования. За период с 1995 по 2001 гг. на проведение научно-исследовательских работ получено 7 грантов от различных фондов федерального и местного значения. За последние годы проведены доклинические исследования лекарственных препаратов.
В настоящее время ЦНИЛ является неотъемлемой составляющей Института Фундаментальной Медицины, в который также интегрированы Центр Доклинических Исследований и Центр биологизации агропромышленного комплекса. Институт Фундаментальной Медицины (ИФМ) продолжает интенсивную и плодотворную деятельность в области медико-биологических исследований, а также ведет большую работу по подготовке научных кадров для многих кафедр медицинской академии. Сотрудники ИФМ принимают участие в научных конференциях. Развиваются творческие контакты ИФМ с учеными вузов и НИИ Нижнего Новгорода, Москвы.
Лаборатория хорошо оснащена. В ее распоряжении имеются современная вычислительная техника, спектрофотометры, хемилюминометр, электронный и световые микроскопы, приобретается новая техника для развития иммунохимических и иммуногистохимических методов исследования.
В 2025 году планируется открыть Центр приматологии. Этот центр, станет вторым в стране (первый функционирует в Сочи). Центр планируют разместить в здании площадью 4,05 тысячи кв. м.
В центре на обезьянах будут проводиться доклинические исследования биологических лекарственных препаратов, включая моноклональные антитела. Цель таких исследований – определение общей и репродуктивной токсичности. Сейчас такая задача решается преимущественно через Китай и другие страны. В дальнейшем центр собираются сертифицировать по стандартам GLP.
Директор Института фундаментальной медицины ПИМУ (в него структурно войдет новый виварий), д. б. н. Ирина Мухина объяснила, что биотехнологические препараты высокоспецифичны к определенным молекулам (мишеням), которые встречаются только у людей и обезьян. Поэтому проверить токсичность и эффективность разработанных препаратов можно только на обезьянах, в то время как «результаты исследований на «привычных» для доклинических испытаний видах животных – мышах и крысах – являются не показательными».
Несмотря на сложности современного периода существования, коллектив ЦНИЛ идет успешно вперед и ставит перед собой новые задачи:

• модернизировать материально-техническую базу, что позволит применять новейшие современные лабораторные и инструментальные технологии;
• активнее привлекать внебюджетные методы финансирования для проведения научных исследований (гранты, получение лицензий на выполнение доклинических исследований лекарственных препаратов и др.);
• внедрять новые компьютерные технологии с широким использованием информационной базы Интернета;
• расширять контакты с научно-исследовательскими учреждениями России и других стран.
• Но наша главная задача сегодня — сохранять, эффективно использовать и по возможности приумножать научный потенциал ИФМ.