中國科學(xué)院心理研究所的前身是中央研究院心理研究所。1928年，在中央研究院院長(cháng)蔡元培先生的倡導下，由我國老一輩心理學(xué)家唐鉞（1891-1987）先生負責籌備，1929年在北平正式成立了中央研究院心理研究所，唐鉞為首任所長(cháng)，所址先在東城新開(kāi)路35號,后遷東誠芳嘉園1號。建所初期，主要研究動(dòng)物學(xué)習和神經(jīng)解剖。1933年心理研究所南遷上海，由汪敬熙（1893-1968）先生任所長(cháng)。1934年又遷至南京。1935年心理研究所與清華大學(xué)心理系合作,增設了工業(yè)心理學(xué)研究。1937年抗日戰爭爆發(fā)，心理研究所一直在遷徙途中，先經(jīng)湖南南岳至廣西陽(yáng)朔、桂林，再到貴州貴陽(yáng),1940年至桂林南雁山村才稍為安定，并恢復研究工作，主要研究胚胎行為發(fā)展問(wèn)題。1944年再遷至重慶北碚。1945年抗日戰爭勝利，次年9月遷回上海（岳陽(yáng)路320號）。1948年后，繼續抗戰期間所作的胚胎行為發(fā)展和兩棲類(lèi)蝌蚪脊髓機制的研究，并恢復戰前所做的哺乳類(lèi)動(dòng)物行為與神經(jīng)系統的研究。1949年上海解放，心理所停辦，研究所人員并入中央研究院醫學(xué)研究所 (岳陽(yáng)路320號)。心理所曾先后出版心理學(xué)專(zhuān)刊十期；叢刊第一卷4期（1932-1934年）和第二卷（1936年）。此外，心理所的論文多在中國生理學(xué)雜志或在美國生理學(xué)及神經(jīng)學(xué)雜志上刊載。心理所的研究工作20多年來(lái)雖然遭到戰火的影響，卻奠定了中國生理心理學(xué)和工業(yè)心理學(xué)的基礎，并對解放后中國科學(xué)院心理研究所的建立產(chǎn)生了影響。
1949年中華人民共和國成立。1949年組建了中國科學(xué)院。1950年，在郭沫若院長(cháng)和丁瓚先生的支持下籌建中國科學(xué)院心理研究所，成立了心理研究所籌備處?；I備處主任：陸志韋；副主任：丁瓚、曹日昌、陳立；委員：潘菽、唐鉞、孫國華、周先庚、臧玉洤、盧于道、沈乃璋、林傳鼎。8月，成立了中國心理學(xué)會(huì )籌備委員會(huì )，掛靠在心理所籌備處。
1951年3月2日，政務(wù)院批準成立中國科學(xué)院心理研究所，任命曹日昌為所長(cháng)，12月7日心理研究所正式成立，所址設在北京西城東觀(guān)音寺10號。建所前后，開(kāi)展了中小學(xué)獎勵與懲罰的研究，搜集了國內兒童身心發(fā)展的常模資料，進(jìn)行了托兒所調查、兒童身心發(fā)展因素的研究以及心理學(xué)名詞編譯工作等。1953年心理所更名為“中國科學(xué)院心理研究室”,曹日昌為室主任、丁瓚為副主任。1955年心理所設動(dòng)物、感知、思維、個(gè)性四個(gè)研究組，進(jìn)行知覺(jué)心理研究；根據巴甫洛夫學(xué)說(shuō)進(jìn)行動(dòng)物行為（條件反射）研究，兩種信號系統和神經(jīng)類(lèi)型研究。1956年中科院心理研究室擴大，將南京大學(xué)心理系并入心理研究室，恢復所名 “中國科學(xué)院心理研究所”，潘菽任所長(cháng)，曹日昌、丁瓚任副所長(cháng)，同時(shí)成立了所學(xué)術(shù)委員會(huì )。所址遷至西城端王府夾道7號。1957年心理所開(kāi)展勞動(dòng)心理學(xué)研究。同年，潘菽所長(cháng)率團赴民主德國訪(fǎng)問(wèn)柏林洪堡大學(xué)心理研究所，并順訪(fǎng)蘇聯(lián)科學(xué)院心理研究所。
1958年心理研究所調整了研究方向，將原有的四個(gè)研究組改成聯(lián)系教育、勞動(dòng)和醫療實(shí)際的三個(gè)研究組，進(jìn)行教育心理、勞動(dòng)心理、航空心理、醫學(xué)心理方面的應用研究，同時(shí)也開(kāi)展了生理機制的研究和動(dòng)物心理的研究，從而推動(dòng)了應用心理學(xué)的發(fā)展。1961年心理研究所將原有的三個(gè)研究組擴大成四個(gè)研究室:教育心理研究室、勞動(dòng)心理和航空心理研究室、醫學(xué)心理研究室、腦電和腦模擬研究室。1963年心理研究所進(jìn)行“三定”（定方向、定任務(wù)、定人員），加強了基礎理論研究，并增加心理過(guò)程記憶、思維方面的研究。
1966年后心理研究所經(jīng)歷10年文革動(dòng)亂的浩劫。1968年科研工作完全停頓，全所人員下放湖北干校。1970年心理研究所被撤銷(xiāo)。直到1972年，心理所科研人員從干?；鼐?，西城端王府夾道所址已被其它單位占用，在臨時(shí)實(shí)驗室條件下逐步開(kāi)展了兒童心理發(fā)展、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、記憶、人工智能、航空工程心理、病理心理和生理心理等方面的研究，還增加了對心理學(xué)基本理論問(wèn)題的研究。
1976年文化大革命結束。1977年6月國務(wù)院做出“恢復心理研究所是很必要”的批示。從此，心理研究所正式恢復，潘菽任所長(cháng)、徐聯(lián)倉任副所長(cháng)，科研工作回到正軌。這時(shí)，中國科學(xué)院心理研究所是全國唯一的心理學(xué)研究機構，起著(zhù)團結全國心理學(xué)界的作用，它擔負恢復組建中國心理學(xué)會(huì )的工作。1976年8月由心理所主持,在北京平谷召開(kāi)了全國心理學(xué)學(xué)科規劃座談會(huì )，來(lái)自全國各地的代表在會(huì )上擬定了規劃草案?！兑巹潯凡莅赋把酝?，共分四部分：1.外國心理學(xué)概況；2.奮斗目標；3.研究項目；4.實(shí)現規劃的措施。在研究項目中又分為心理學(xué)基本理論、感覺(jué)與知覺(jué)、思維與記憶、心理發(fā)展、生理心理、教育心理、工程心理、醫學(xué)心理研究等八個(gè)方面。在每個(gè)方面均按國內外概況、三年計劃、八年規劃和23年設想安排。這是一個(gè)比較詳細和全面的心理學(xué)學(xué)科發(fā)展規劃。它促進(jìn)了我國心理科學(xué)事業(yè)的恢復和發(fā)展。各心理學(xué)單位爭取已轉業(yè)的同行歸隊，恢復已停辦的教研室，重新開(kāi)展實(shí)驗研究。
1976年11月中國心理學(xué)會(huì )恢復活動(dòng)。中國心理學(xué)會(huì )經(jīng)國務(wù)院批準于1979年7月申請加入國際心理科學(xué)聯(lián)合會(huì )。1980年5月心理所組團去德國參加第22屆國際心理學(xué)大會(huì )（紀念馮特創(chuàng )建世界第一個(gè)心理學(xué)實(shí)驗室100周年大會(huì )）。大會(huì )期間，陳立和荊其誠代表中國心理學(xué)會(huì )出席國際心理科學(xué)聯(lián)合會(huì )代表大會(huì )，會(huì )上一致通過(guò)接納中國心理學(xué)會(huì )加入國際心聯(lián)，成為其第44個(gè)國家會(huì )員。這標志著(zhù)中國心理學(xué)邁出國門(mén)走向世界。
1980年7月，心理研究所由文革前的四個(gè)研究室擴建為六個(gè)研究室，包括發(fā)展心理研究室、感知覺(jué)研究室、生理心理和病理心理研究室、心理學(xué)基本理論研究室、工程心理研究室、情報研究室。1983年心理所領(lǐng)導班子換屆，徐聯(lián)倉任所長(cháng)、荊其誠任副所長(cháng)。潘菽為名譽(yù)所長(cháng)。1986年研究所確定了六個(gè)研究室和十四個(gè)研究方向。1987年心理所領(lǐng)導班子換屆，匡培梓任所長(cháng)、劉善循任副所長(cháng)。同年，心理所在朝陽(yáng)區北沙灘的新建大樓竣工，建筑面積7330平方米，包括辦公室、會(huì )議室、實(shí)驗室、研究生樓。1988年心理所正式遷往新所址。1992年匡培梓任所長(cháng)，凌文輇任副所長(cháng)，1993年張侃任副所長(cháng)。1995年張侃任所長(cháng)；1997年楊玉芳任所長(cháng)，隋南、趙國勝任副所長(cháng)。
2002年心理研究所進(jìn)入中國科學(xué)院知識創(chuàng )新工程試點(diǎn)，這給研究所的發(fā)展帶來(lái)機遇與挑戰。在二、三期創(chuàng )新工程中，研究所不斷調整自身的科技布局，凝練學(xué)科目標，明確主攻方向，承擔了多項國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展規劃(973)項目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項目，取得一批重要科研成果，并培養了大量的優(yōu)秀人才。
2004年8月，中國心理學(xué)會(huì )受?chē)H心聯(lián)的委托在北京主辦第28屆國際心理學(xué)大會(huì )。這是100余年來(lái)首次在發(fā)展中國家召開(kāi)的國際心理學(xué)大會(huì )。荊其誠先生任大會(huì )主席，張侃任大會(huì )秘書(shū)長(cháng)。心理所的眾多人員參加了大會(huì )的籌備及會(huì )務(wù)工作。大會(huì )有78個(gè)國家的6000余名代表出席，取得了巨大的成功。
2010年心理所領(lǐng)導換屆，傅小蘭任所長(cháng)，李安林、張建新、孫向紅任副所長(cháng) 。心理研究所現設有心理健康院重點(diǎn)研究室暨健康與遺傳心理學(xué)研究室、認知與發(fā)展心理學(xué)研究室、社會(huì )與工程心理學(xué)研究室。心理研究所是中國心理學(xué)會(huì )的掛靠單位，主持學(xué)會(huì )的日常事務(wù)，并與學(xué)會(huì )合辦《心理學(xué)報》，主辦《心理科學(xué)進(jìn)展》，發(fā)行至國內外。
2011年，心理援助工作獲得國家民政部頒發(fā)的我國政府最高規格慈善獎項“中華慈善獎”。自2008年5月以來(lái)，心理所在5.12汶川大地震、4.14玉樹(shù)地震、8.8舟曲特大泥石流等災難發(fā)生后，展開(kāi)了科學(xué)有序、深入持續的災后心理援助工作。
2014年購買(mǎi)3T磁共振成像儀，搭建“磁共振成像研究中心”，建成我國心理學(xué)科研機構中體量最大、設施最完善、功能最齊全、技術(shù)支撐能力最強的實(shí)驗平臺，設備總值近億元。
2015年，心理所領(lǐng)導換屆，傅小蘭任所長(cháng)，孫向紅、劉勛、陳雪峰任副所長(cháng)。2016年3月，選舉產(chǎn)生新一屆黨委、紀委。
2015年，心理所首批進(jìn)入中國科學(xué)院“率先行動(dòng)計劃”四類(lèi)機構分類(lèi)改革的特色研究所系列，并于2018年順利通過(guò)特色研究所驗收，進(jìn)入正式運行階段。
2017年，中國科學(xué)院大學(xué)心理學(xué)系正式成立。心理學(xué)系由中科院心理所主辦，生物物理研究所和計算技術(shù)研究所等共建，傅小蘭任主任，劉勛、蔣毅、王力任副主任。心理學(xué)系秉承“科教融合、育人為本、協(xié)同創(chuàng )新、服務(wù)國家”的辦學(xué)理念，為促進(jìn)國民心理健康和推動(dòng)社會(huì )和諧發(fā)展提供重要知識基礎和科技支撐。
2019年，心理所舉辦心理所紀念建所90周年專(zhuān)題報告會(huì )暨青年學(xué)術(shù)論壇，開(kāi)展《有記憶、正青春》建所90周年所史資料照片及檔案展示活動(dòng)。同年發(fā)布我國首部《心理健康藍皮書(shū)》，受到國內主流媒體的廣泛報道、轉載和解讀，對提升國民心理健康素養、服務(wù)國家公共政策制定發(fā)揮重要作用?！缎睦韺W(xué)報》和《心理科學(xué)進(jìn)展》入選“世界學(xué)術(shù)期刊學(xué)術(shù)影響力”（WAJCI）Q2期刊，成為中國大陸心理學(xué)類(lèi)期刊中僅有的兩本進(jìn)入WAJCI-Q1/Q2列表的學(xué)術(shù)期刊。