中国地质科学院地质研究所成立于1956年4月，随国家经济建设的发展和机构调整9易其名。

1952年8月7日，中央人民政府委员会第十七次会议决定从重工业部中分设出地质部，是中华人民共和国国务院的组成部门，管理全国地质矿产工作的专门机构。

1956年4月，“地质部地质矿产研究所”成立，隶属于地质部。

1957年6月，研究所更名为地质部地质研究所。

1960年10月，研究所更名为地质部地质科学研究所。

1964年5月，研究所更名为地质部地质研究所。

1970年6月，地质部撤销建制，改“国家计委地质局”。

1971年5月，研究所更名为地质科学院地质研究所。

1975年，国务院设立“地质总局”；1978年10月，研究所更名国家地质总局地质研究所，隶属于国家地质总局。

1979年9月，国家地质总局重设为地质部；1979年10月，研究所更名为地质部地质研究所，隶属于地质部。

1982年5月，地质部改名为地质矿产部；1982年12月，研究所更名为地质矿产部地质研究所。

1998年3月10日，九届人大一次会议第三次全体会议表决通过关于国务院机构改革方案的决定。根据这个决定，由地质矿产部、国家土地管理局、国家海洋局和国家测绘局共同组建国土资源部。

2000年8月，研究所更名中国地质科学院地质研究所，隶属于国土资源部和中国地质调查局。

2018年10月，被评为全国中小学生研学实践教育基地。