İnstitut 1966-cı ildə yaradılmışdır. O, 1966-1978-ci illərdə Azərbaycan Elmlər Akademiyasının Neft Kimya Prosesləri İnstitutunun filialı kimi fəaliyyət göstərmiş və sonradan 1979-cu ildə Azərbaycan Elmlər Akademiyasının Xlor Üzvi Sintez İnstitutuna çevrilmişdir. 1991-ci ildən indiyə qədər AMEA Polimer Materialları İnstitutu kimi fəaliyyət göstərir. İnstitutun ilk direktoru (1966-1973) k.e.d., professor S.İ.Sadıqzadə olmuşdur. İnstituta 1973-1986-cı illərdə AMEA-nın müxbir üzvü, k.e.d., professor M.M.Hüseynov direktorluq etmişdir. 1987-ci ildən 2007-ci ilədək institutun direktoru AMEA-nın həqiqi üzvü, k.e.d., professor A.A.Əfəndiyev, 2007-2014-cü ilin mart ayına qədər AMEA-nın müxbir üzvü, k.e.d., professor A.M.Quliyev olmuşdur. 2014-cü ilin mart ayından 2016-cı ilin iyun ayına qədər institutun direktoru AMEA-nın akademiki A.H.Əzizov olmuşdur. Hal-hazırda isə institutun direktoru AMEA-nın müxbir üzvü, k.e.d., professor B.Ə.Məmmədovdur. Bu gün İnstitutda Elmi Şura, 17 elmi tədqiqat laboratoriyası, “İnformasiya telekommunikasiya və nəşriyyat işləri”, “Patent tədqi­qatları və innovasiya”, “Beynəlxalq / ictimaiyyətlə əlaqələr və qrant layihələri”, “Texniki-iqtisadi hesablamalar və layihələşdirmə”, “Polimer materiallarının fiziki-mexaniki tədqiqatları” şöbələri və elmi tex­niki yardımçı bölmələr fəaliyyət göstərir. İnstitutda 259 əməkdaş, o cümlədən AMEA-nın 3 müxbir üz­vü, 10 elmlər doktoru və 37 fəlsəfə doktoru çalışır.