Organiskās sintēzes institūts dibināts 1957.gada 1.janvārī, apvienojot Latvijas Zinātņu Akadēmijas triju institūtu trīs laboratorijas, kas nodarbojās ar jaunu medikamentu meklējumiem. Institūta izveidotājs un tā direktors 18 gadus bija akadēmiķis S.Hillers (1915.-1975.) - heterociklu ķīmijas speciālists un zinātnes organizators, kuram piemita prasme novest zinātnisko pētījumu rezultātus līdz praktiskai lietošanai.

No 1975. līdz 1982.gadam Institūtu vadīja akadēmiķis G.Čipens - peptīdu ķīmiķis, kurš; organizēja arī pirmo peptīdu dabas bioregulātoru ražošanu Latvijā.

No 1982.gada oktobra līdz 2004.gadam Latvijas Organiskās sintēzes institūtu vadīja profesors E.Lukevics (silīcijorganiskās un germānijorganiskās ķīmijas speciālists, viens no biosilīcijorganiskās un biogermānijorganiskās ķīmijas izveidotājiem).

No 2004.gada 1.janvāra Institūta direktors ir akadēmiķis I.Kalviņš - medicīnas ķīmijas speciālists un vairāku zāļu autors.

Latvijas Organiskās sintēzes institūts veic fundamentālus pētījumus organiskajā (O-,S- un N-heterocikli, alicikli, betaīni), bioorganiskajā (peptīdi, nukleozīdi, antibiotikas, membrānaktīvi savienojumi), elementorganiskajā (silīcija, germānija, alvas organiskie savienojumi, metālu kompleksu katalīze) un fizikālorganiskajā ķīmijā (kodolmagnētiskā rezonance, elektronu paramagnētiskā rezonance, masspektroskopija, rentgenstruktūranalīze, elektroanalītiskā ķīmija).

Pēdējo piecu gadu fundamentālo pētījumu rezultāti atspoguļoti 4 monogrāfijās, 20 brošūrās, 464 rakstos zinātniskos žurnālos un grāmatās un 406 konferenču tēzēs. Šajā laikā aizstāvētas 23 doktora disertācijas.

Otrs Institūta darba virziens ir jaunu zāļu meklējumi. Institūts ir radījis un novedis līdz ražošanai 17 medikamentus vēža, infekciju, sirds-asinsvadu sistēmas un citu slimību ārstēšanai. Institūta izgudrojumus aizsargā 63 patenti.

1996.gadā Institūts izveidoja jaunu laboratoriju bioloģiski aktīvu vielu analīzei, zāļu sertificēšanai un stabilitātes kontrolei. 2001.gadā Medicīnas ķīmijas nodaļā organizēja Centrālās nervu sistēmas aktīvu savienojumu laboratoriju, Farmaceitiskās farmakoloģijas laboratoriju un Organiskās ķīmijas laboratoriju, bet 2003.gadā - Organiskās sintēzes moderno tehnoloģiju laboratoriju.

Vienlaicīgi ar zinātniskajiem pētījumiem, starptautisku un vietēju zinātnisko konferenču organizēšanu, starptautiska žurnāla "Heterociklisko savienojumu ķīmija" ("Chemistry of Heterocyclic Compounds") izdošanu Institūts veica plašu darbību, kas bija saistīta ar jaunu zāļu izstrādāšanu un ieviešanu praksē: organizēja tehnoloģijas laboratoriju, gatavo zāļu formu izstrādāšanas laboratoriju, zāļu analīzes un standartizācijas laboratoriju, sāka pirmo peptīdu, prostaglandīnu un cefalosporīnu ražošanu bijušajā Padomju Savienībā, organizēja sadarbību ar Japānas, Vācijas, Francijas, Somijas un ASV farmaceitiskajām firmām, sāka savu produktu eksportu uz Japānu, Franciju un citām valstīm, veicināja vielu patentaizsardzības ieviešanu agrākajā PSRS, sāka lietot datorus vielu bioloģiskās aktivitātes prognozēšanai, projektēja centru bioloģiskajiem pētījumiem ar laboratorijas dzīvnieku vivāriju, lai veiktu pirmsklīniskos pētījumus atbilstoši starptautiskām prasībām.

Kopš 1991.gada, kad Latvija atguva savu neatkarību, būtiskas izmaiņas notikušas arī Latvijas zinātnē. Latvijas Zinātņu Akadēmiju reorganizēja par personālakadēmiju. Daudzi institūti kļuva par Latvijas Universitātes zinātniskajiem centriem, citi - par Izglītības un zinātnes ministrijas institūtiem, to personālsastāvs dramatiski samazinājās.

Šīs izmaiņas skāra arī Latvijas Zinātņu Akadēmijas Organiskās sintēzes institūtu. Tas pārveidojās par Latvijas Organiskās sintēzes institūtu, darbinieku skaits samazinājās par vienu trešdaļu. Institūta molekulārās bioloģijas nodaļu pārveidoja par Latvijas Universitātes Biomedicīnas centru. 1991.gadā uz agrākā Organiskās sintēzes institūta Eksperimentālās rūpnīcas, institūta toksikoloģijas laboratorijas un Farmakokinētikas grupas bāzes nodibināja Latvijas farmaceitisko firmu "Grindex".

Lai pārvarētu pieaugošās finansiālās grūtības,Institūts intensificēja savas starptautiskās aktivitātes. Tika parakstīti līgumi ar Japānas, Francijas, Vācijas, Šveices un ASV farmaceitiskām firmām par institūtā sintezēto vielu bioloģisko skrīningu, kontrakti ar ASV, Apvienotās Karalistes, Šveices, Somijas, Zviedrijas un Japānas firmām par bioloģiski aktīvu vielu sintēzi un to iegūšanas metožu izstrādāšanu, tiek veikti kopīgi projekti ar Vācijas farmaceitiskām firmām.

Latvijas Organiskās sintēzes institūta 312 darbinieki, tai skaitā 180 pētnieki, 9 Latvijas Zinātņu Akadēmijas īstenie un korespondentājlocekļi, 16 habilitētie zinātņu doktori un 90 zinātņu doktori, ievērojot Institūta labākās tradīcijas, turpina fundamentālos pētījumus un visu līmeņu studentu padziļinātu apmācību, apvienojot to ar jaunu zāļu radīšanu.