본 연구소는 1990년 11월 21일 자연과학대학 부설 연구소로 설립되었고, 1997년 3월 1일 서울대학교 자연과학대학 부속 미생물연구소로 법정화되었으며 2024년 2월 29일 생물다양성연구소로 분야 확장 및 명칭이 변경되었다. 기초과학 분야로는 국내 최초의 미생물학 교육 및 연구기관인 자연과학대학 미생물학과와 우수연구센터인 분자미생물학연구센터를 모체로 그 동안 이 분야에 종사해 온 국내 유수의 연구원을 망라하여 새로운 아이디어와 조직을 구축하여 공동연구를 수행하고, 국제적으로 새로운 지식의 축적을 목적으로 하고 있다.