Structura actuală a activității de cercetare din cadrul INFLPR, care include fizica laserilor și aplicațiile acestora, electronica cuantică a solidului, fizica plasmei și acceleratoarele de electroni, s-a conturat în urma mai multor etape de organizare și reorganizare a cercetării românești în domeniul fizicii, desfășurate de-a lungul ultimelor șase decenii.

Originile Secției Laseri se regăsesc în laboratorul „Metode optice în fizica nucleară”, condus începând din 1956 de profesorul Ion Agârbiceanu, în perioada în care Institutul de Fizică Atomică a fost înființat de profesorul Horia Hulubei. Rezultatele teoretice și experimentale obținute în cadrul laboratorului în studiul structurii hiperfine au creat premisele pentru inițierea cercetărilor în domeniul laserilor încă din primii ani de dezvoltare a acestui domeniu. Aceste cercetări au dus la realizarea primului laser românesc, anunțată oficial la 20 octombrie 1962. Rezultatele au fost prezentate în lucrarea Contributions à l’étude des lasers aux gaz, semnată de I. Agârbiceanu, A. Agafiței, L. Blănaru, N. Ionescu-Pallas, I.M. Popescu, V. Vasiliu și V.G. Velculescu, în cadrul celui de-al treilea Congres Internațional de Electronică Cuantică, desfășurat la Paris în perioada 11–15 februarie 1963. Grupul de cercetători implicat în această activitate a reprezentat nucleul viitorului Departament Laseri.

Laboratorul de Acceleratoare de Electroni, înființat în 1959, și-a orientat activitatea către proiectarea și dezvoltarea unor dispozitive pentru control radiografic în flux continuu. În cadrul laboratorului au fost construite mai multe acceleratoare de electroni destinate utilizării în industria românească.

În 1968, după retragerea profesorului Horia Hulubei, conducerea Institutului de Fizică Atomică a fost preluată de dr. Ioan Ursu, la acel moment prorector al Universității Babeș-Bolyai și șef al Catedrei de Fizică Nucleară și Electromagnetism din cadrul Facultății de Fizică. În perioada conducerii sale, IFA a avut un rol important în dezvoltarea energeticii nucleare în România.

În anii 1970, profesorul Ioan Ursu a înființat laboratorul MALIRM – Medii Active Laser și Interacția Radiației cu Materia, iar profesorul Voicu Lupei a fost numit la conducerea acestuia. Activitatea laboratorului s-a concentrat în special asupra dezvoltării unor noi medii active laser cristaline și policristaline, asupra caracterizării optice și spectroscopice, precum și asupra laserilor cu mediu activ solid. Aceste direcții de cercetare au continuat să fie dezvoltate și în anii următori.

În 1973 a fost creat Institutul Central de Fizică (ICEFIZ), o structură care reunea Institutul de Fizică Atomică, Institutul de Fizică București și alte entități din România active în domeniul cercetării în fizică.

O nouă reorganizare a avut loc în 1977, când ICEFIZ a fost împărțit în mai multe unități specializate pe domenii distincte de cercetare. Printre acestea se numărau Institutul de Fizică și Inginerie Nucleară (IFIN), Institutul de Fizică și Tehnologia Aparatelor cu Radiații (IFTAR), Institutul de Fizică și Tehnologia Materialelor (IFTM) și Institutul de Gravitație și Științe Spațiale (IGSS).

În această etapă, colectivul de cercetare în fizica plasmei din cadrul Institutului de Fizică București a fost integrat în structura IFTAR. Această activitate a stat la baza dezvoltării laboratoarelor actuale de profil: Laboratorul de Fizica Plasmei și Fuziune Nucleară și Laboratorul de Plasmă la Temperatură Joasă.

Primul director al IFTAR a fost profesorul Ioan-Ioviț Popescu, membru al Academiei Române. La acea vreme, institutul includea Departamentul Laseri, precum și laboratoarele MALIRM, Acceleratoare de Electroni, Dispozitive Speciale Laseri și Fizica Plasmei.

Prin Hotărârea Guvernului nr. 1310/1996, din 25 noiembrie 1996, institutul a fost acreditat ca institut național, sub denumirea de Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Fizica Laserilor, Plasmei și Acceleratoarelor. În prezent, institutul păstrează în linii mari structura rezultată din această evoluție, în timp ce domeniile și direcțiile sale de cercetare s-au extins și diversificat.