早在1962年，我国老一辈的理论和实验物理学家就提出建立理论物理所的构想。这一构想于1978年在全国改革开放政策带动下得以实现。当时，邓小平副总理批准了中国科学院理论物理研究所的成立。由两弹一星元勋彭桓武先生担任首届所长。建所初期，共有研究人员13名，主要来自中国科学院的物理研究所、高能物理研究所和数学研究所，以及二机部九院九所。目前，理论物理研究所有研究人员36人，全部是高级研究人员，其中8位中国科学院院士，并有第三世界科学院院士4人；科学院“百人工程计划”入选者9人；国家杰出青年基金获得者7人。除此之外，每年还接待 100人月左右的客座人员来所工作。
中国科学院理论物理研究所旨在建立一个面向国内外的新型理论物理研究基地：在科学研究方面，从事理论物理的前沿领域的研究，参与国际竞争，不断取得有重要影响的科研成果；在人才培养方面，努力培养和造就有知识创新能力的优秀青年理论物理学家；在学术交流方面，一方面，实行开放、流动、联合方针，以提高我国的理论物理研究的整体实力，另一方面，积极开展和促进国际间的学术交流与合作，以成为在理论物理研究方面的一个对外窗口。
长期以来，理论物理研究所的历届领导在中国科学院各级领导的大力支持下，全所人员勇于探索和创新，与时俱进，进行了一系列的改革：
1984年，取消初、中级研究人员的固定职位，在中国率先实行博士后制度，促进人才流动，从而实现了研究队伍结构的重大变革；
1985年，以“开放、流动、竞争、联合” 为方针，面向全国，成为国内第一个开放研究所。
1998年，积极参加中国科学院知识创新工程的首批试点。
从建所到现在，理论物理所的科学家们为我国的科学技术发展做出了一系列的重大贡献：1999年9月18日理论物理所名誉所长彭桓武院士及原所长周光召院士获得“两弹一星”国家功勋奖；理论物理研究所获得国家级奖励6项（包括四项成果获得国家自然科学二等奖）；院（省部）级的奖励14项；国际ISI经典引文奖以及其他多项的个人奖。曾经由理论物理所研究人员主持的全国理论物理学重大基金项目4项；全所共发表科研论文1700篇以上，出版中英文专著18种，编辑文集20种以上；目前，每年发表在国际高水平上的SCI论文均在100篇以上。
理论物理研究所，作为培养优秀理论物理研究人才的重要基地，是国务院学位委员会批准的首批博士学位授予单位。目前，有博士生导师28名，至今已授予博士、硕士学位171名。在学博士生39名、硕士生21名；同时，每年保持在站博士后有16名左右。作为开放研究所，理论物理研究所有一支由客座人员、博士后、研究生等组成的每年大约有200人左右的流动研究人员队伍，不断向国内、国外的教育和科研机构输送训练有素的优秀人才。
理论物理研究所主要从事粒子物理理论与相关量子场论、弦理论与量子场论非微扰效应、凝聚态理论和计算凝聚态物理、量子物理和量子信息以及量子混沌、核内夸克与极端条件下的原子核、引力与宇宙学研究、统计物理和理论生物物理等方面的前沿问题的研究。
随着多学科交叉领域的迅速发展，特别是理论物理与数学、化学、生命科学、信息与材料科学的交叉和渗透，中国科学院于2002决定以理论物理所为依托成立了中国科学院交叉学科理论研究中心（http://www.icts.cn）。该中心目前汇集了十多名海外知名教授、6名中国科学院“百人计划”、5名“长江特聘教授”、12名国家杰出青年基金获得者，以推动和发展有前瞻性的交叉学科的理论研究，进一步促进国内和国际间的学术交流和合作。目前，主要研究领域有量子场论、超弦理论、宇宙学及相关的数学领域，凝聚态理论及相关的材料科学领域，复杂统计系统与生物物理，量子化学与复杂材料的计算和模拟，量子流体与量子计算。
目前，理论物理所正在第一期创新工程成功的基础上，结合理论物理发展的特点，进一步凝炼科研目标，促进学科交叉，坚持“开放、流动、竞争、联合”的方针，逐步跟国际一流科研机构接轨，不断提高国内国际间的学术交流与合作的水平，做出一流研究成果，培养优秀的理论研究人才。
