Instytut został powołany 24 maja 1945 roku pod nazwą Instytutu Badawczego Budownictwa:

Dziesięciolecie powojenne to budowanie kadry oraz scalanie rozproszonej bazy badawczej i lokalowej Instytutu. Instytut rozpoczynał swoją działalność w maju 1945 r. pod patronatem trzech ministerstw: Odbudowy, Przemysłu i Komunikacji, a w roku 1951 zostaje podporządkowany utworzonemu Ministerstwu Budownictwa Przemysłowego. Równocześnie ze zmianami podległości Instytutu następuje zmniejszenie zakresu tematycznego o problemy budownictwa drogowego oraz organizacji i mechanizacji budownictwa. Powstają nowe instytuty branżowe, których trzon kadrowy stanowią przechodzący do nich pracownicy ITB.

Plany gospodarcze, takie jak: 3-letni Plan Odbudowy i Plan 6-letni, określają zadania dla budownictwa – odbudowa ze zniszczeń wojennych, a następnie intensywna industrializacja.

Okres 1955–1971 charakteryzuje się częstymi zmianami w Instytucie wynikającymi z przeprowadzanych reorganizacji w zapleczu badawczym budownictwa. Na początku tego okresu do Instytutu przechodzą z Instytutu Budownictwa Mieszkaniowego i z Zakładu Budownictwa PAN zespoły pracownicze z prowadzoną przez nie problematyką. Rozwija się w ITB tematyka budownictwa wiejskiego wraz z utworzeniem kilkunastu ośrodków badawczo-instrukta-żowych. Lata 1956–1967 to czas największego zatrudnienia w Instytucie. Na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych do tworzonych licznych tzw. ZBiD-ów i Centralnych Ośrodków Badawczo-Projektowych odchodzą duże grupy pracowników wraz z prowadzoną przez nie tematyką.

W tym czasie ma miejsce intensywna rozbudowa bazy badawczej ITB na Ksawerowie, co umożliwia utworzenie dobrze wyposażonych, jak na owe czasy, laboratoriów.

W drugiej połowie lat sześćdziesiątych w Instytucie podejmowane są na szeroką skalę prace ukierunkowane na tworzenie podstaw badawczych rozwijanego w tym czasie budownictwa uprzemysłowionego, zarówno mieszkaniowego, jak i przemysłowego.

W 1967 r. miały miejsce dwa znaczące dla Instytutu Techniki Budowlanej zdarzenia. Po pierwsze, Instytut otrzymał uprawnienia do prowadzenia przewodów doktorskich i nadawania stopnia naukowego doktora nauk technicznych w zakresie budownictwa. Po drugie, Minister Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych upoważnił Instytut do wydawania „Świadectw ITB” dopuszczających do powszechnego stosowania w budownictwie nowych materiałów, elementów i konstrukcji budowlanych. „Świadectwa” stały się ważnymi dokumentami dla rynku wyrobów budowlanych. Jako pierwsze w Polsce dokumenty potwierdzające jakość wyrobów budowlanych stały się prekursorem obecnie wydawanych certyfikatów ITB.

Lata 1972–1989 kończą się zmianami w Polsce systemu politycznego i ekonomicznego, które miały decydujący wpływ na dalsze losy naszego kraju.

W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX wieku zdecydowana większość prac badawczych w Instytucie była prowadzona w ramach Programu Rządowego-5 oraz Centralnych i Resortowych Programów Badawczo-Rozwojowych. Finansowanie prac przez duże programy miało pewne zalety, umożliwiało bowiem stabilizację tematyki badawczej w dłuższym czasie i było pewnym źródłem przychodów Instytutu. W tym czasie miała miejsce szeroka współpraca Instytutu z wieloma jednostkami badawczymi krajów RWPG.

W latach siedemdziesiątych XX wieku, przy zachowaniu niezmiennego priorytetu współpracy w ramach RWPG, następuje polityczne przyzwolenie na współpracę z krajami wysokorozwiniętymi Zachodniej Europy i USA, co umożliwia współpracę z instytutami zagranicznymi i organizacjami międzynarodowymi spoza bloku „wschodniego”, szczególnie normalizacyjnymi ISO i CEN. Działalność tę przerwało wprowadzenie stanu wojennego.

Okres ten charakteryzowały duże wahania stanu zatrudnienia w Instytucie.

W 1989 r. Instytut stanął przed koniecznością dostosowania się do nowych warunków gospodarczych. Jednym z istotnych elementów zmian, które zachodziły w gospodarce, była bardzo szybka prywatyzacja budownictwa. Przestały istnieć wielkie zjednoczenia i przedsiębiorstwa, a powstało wiele znacznie mniejszych podmiotów gospodarczych. Zmienił się więc diametralnie charakter odbiorców wyników prac Instytutu w budownictwie.

Zakończyło się finansowanie prac Instytutu z dużych programów badawczo-rozwojowych, tzn. ze środków publicznych, a budownictwo przeżywało poważne trudności związane z procesem transformacji na wielką skalę całej gospodarki. Zmiany w dostępie do środków budżetowych i wśród odbiorców prac wywołały w tym czasie istotne trudności finansowe w działalności Instytutu. Jednym ze skutków dostosowywania się ITB do nowych warunków była konieczność zmniejszenia przez trzy lata (1989 – 1991) zatrudnienia o ponad 100 osób.

Czas transformacji ustrojowej, lata 1990 – 2004 to stopniowe dostosowywanie się Instytutu do nowych uwarunkowań. Powstaje nowy system finansowania jednostek badawczo-rozwojowych z budżetu, którego podstawę stanowi ocena okresowa  tych placówek (tzw. kategoryzacja), od której wyników zależy dotacja na działalność tzw. „statutową”. Od początku wprowadzenia systemu ocen ITB otrzymuje najwyższą I-szą kategorię.

Dla laboratoriów badawczych i zespołów certyfikacji wprowadzone zostają zasady akredytacji. Instytut uzyskuje akredytację w pierwszym możliwym terminie.

W 1995 r. w Polsce zostaje wprowadzony ustawą sejmową system dopuszczania wyrobów budowlanych do obrotu i powszechnego stosowania oparty na zasadach obowiązujących w UE. Instytutowi powierzona jest wiodąca rola w tym systemie.

W drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych rozpoczyna się, po latach przerwy, intensywny rozwój bazy laboratoryjnej. Powstają nowe obiekty laboratoryjne wyposażone w nowoczesną aparaturę, a rewitalizowane są istniejące. Następuje pełna komputeryzacja Instytutu.

Istotną działalnością Instytutu jest upowszechnianie wiedzy poprzez organizację cyklicznych konferencji i szkoleń dla środowisk naukowych i przemysłowych a także informowanie o  pracach Instytutu i jego możliwościach badawczych, eksperckich.

Perspektywa uzyskania przez Polskę członkostwa w Unii Europejskiej w 2004 r. wywołała potrzebę przygotowania się ITB do działalności w UE, zarówno w aspekcie obowiązujących regulacji prawnych, jak i w warunkach konkurencji otwartego europejskiego rynku usług badawczych. Tym przygotowaniom sprzyjał aktywny udział Instytutu w pracach organizacji unijnych, takich jak ENBRI, CEN, EOTA i UEAtc. Uwieńczeniem tych wielu trudnych prac przygotowawczych było notyfikowanie ITB, przed 1 maja 2004 r., Komisji Europejskiej i państwom członkowskim – jako laboratorium badawczego, jednostki certyfikującej wyroby i systemy zakładowej kontroli produkcji oraz jednostki udzielającej Europejskich Aprobat Technicznych.

Ostatnie pięć lat – od 2005 r. do dzisiaj – charakteryzuje się intensywnym doskonaleniem warsztatu badawczego Instytutu. Wzrasta liczba akredytowanych metod badawczych i wartość realizowanych projektów badawczych. Zwiększa się wartość inwestycji, w tym na aparaturę badawczą i rozpoczynają się prace przy budowie centrum badawczego w Pionkach. Postępuje rozwój sieci informatycznej Instytutu, którego celem jest integracja wszystkich dotychczas użytkowanych baz danych i systemów informatycznych z myślą o zwiększeniu dostępności potencjału naukowego dla gospodarki. Następuje rozwój kadry naukowej, m.in. corocznie kilku pracowników Instytutu otrzymuje stopień doktora nauk technicznych, równocześnie pracę w ITB rozpoczęło ponad 100  młodych pracowników.

Przedstawiciele Instytutu biorą aktywny udział w pracach ponad dwudziestu unijnych instytucji i międzynarodowych organizacji i tym samym uczestniczą w procesie współtworzenia europejskiej przestrzeni badawczej.

Komisja Europejska planuje wprowadzenie nowego wymagania podstawowego: obiekt budowlany powinien być wzniesiony, użytkowany i rozebrany zgodnie z wymaganiami zrównoważonego rozwoju. Byłoby to wymaganie nadrzędne w stosunku do pozostałych i skutkowało wprowadzeniem nowej idei przewodniej w programach badawczych Instytutu oraz w rozwoju budownictwa w Polsce.

Instytut kontynuuje działalność szkoleniową upowszechniając wyniki realizowanych prac badawczych i przekazując wszystkim uczestnikom procesu budowlanego pełną informację dotyczącą obowiązujących norm i przepisów prawnych, zasad dopuszczania wyrobów budowlanych do obrotu i stosowania w budownictwie, wymagań technicznych dla wyrobów i obiektów budowlanych oraz warunków technicznych wykonania i odbioru robót budowlanych.