22 августа 1958 года  было принято решение об основании и строительстве Института медицинской радиологии Академии медицинских наук СССР.

Калужские власти выделили землю под строительство за чертой города в районе Кончаловских гор. Однако первый директор института Георгий Зедгенидзе  попросил участок в другом месте, чтобы не уничтожать дубы и сосны.

Строительство шло 5 лет и в 1963 году институт начал свою работу. ИМР превратился в центр притяжения учёных со всей страны. В разные годы здесь работали выдающиеся генетики Николай Тимофеев-Ресовский и Николай Лучник,  врач-радиолог Григорий Байсоголов,  биолог Владимир Корогодин.

После Чернобыльской катастрофы здесь был создан уникальный радиационно-эпидемиологический регистр, где хранятся данные на полмиллиона людей: важнейшая база для научных разработок будущего.

В декабре 1978 года после защиты докторской диссертации НИИ медицинской радиологии возглавил Анатолий Цыб. МРНЦ носит имя этого выдающегося ученого.

Сегодня под управлением Андрея Каприна Центр является одним из лидеров в области ядерной медицины, разработки российских радиофармпрепаратов и внедрения технологий их применения в клиническую практику.