1959 г. Первые радиобиологические эксперименты в ОИЯИ были начаты в 1959 году на 6-метровом протонном синхроциклотроне ЛЯП. Эти исследования проводили сотрудники лаборатории радиотоксикологии и клиницисты Института гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР. Перед исследовательским коллективом стояли задачи сравнительной оценки воздействия разных доз протонного и гамма-излучений на организм экспериментальных животных. Получение такого рода данных служило бы необходимой базой для разработки мер по снижению степени вредного влияния корпускулярных излучений на организм человека и в итоге создания нормативов для персонала, работающего в смешанных полях ионизирующих излучений.

1964 г. В Дубне при ЛЯП начала работу стационарная лаборатория – филиал одного из подразделений, созданного в декабре 1963 г. Институт медико-биологических проблем МЗ СССР (ИМБП). Это подразделение явилось базой для проведения работ по облучению различных биологических объектов разными видами ионизирующих излучений. На синхроциклотроне проводились эксперименты по облучению разных животных (крысы, мыши, собаки и даже обезьяны), растительных объектов, а также культивируемых клеток млекопитающих и человека протонами с энергиями от 25 до 645 МэВ. Группа физиков ИМБП обеспечивала выведение пучков протонов с разными энергиями и дозиметрию при облучении биообъектов. В 1966г. по инициативе В.П.Джелепова на синхроциклотроне ЛЯП ОИЯИ были начаты работы по созданию первого в СССР протонного медицинского пучка для облучения онкологических больных. Радиобиологические исследования на протонном медицинском пучке были начаты сотрудниками Всесоюзного онкологического центра МЗ СССР в 1968 г. В экспериментах, проводимых на клеточных культурах и животных-опухоленосителях, были определены основные радиобиологические параметры протонов с энергией 180 МэВ.

1978 г. Создание сектора биологических исследований. Инициатором создания сектора биологических исследований являлся доктор физико-математических наук В.И.Данилов - руководитель отдела синхроциклотрона ЛЯП. Для руководства сектором был приглашен известный специалист, ученик Н.В.Тимофеева-Ресовского профессор В.И.Корогодин. В.И.Данилов активно развивал работы по действию магнитных полей с различными характеристиками на биологические объекты. Биологи, организованные в группу магнитных испытаний, работали по специальному наряд-заказу Министерства среднего машиностроения. Проводилось изучение влияния импульсных и переменных магнитных полей на растения, бактерии и фаги, лимфоциты крови человека, нервные клетки (на модели нейронов моллюсков). Наряду с исследованиями в области магнитобиологии под руководством доктора биологических наук Е.А.Красавина в секторе начали активно развиваться радиобиологические исследования на базовых установках ОИЯИ. Основной задачей этих исследований являлось выяснение механизмов, определяющих различия в биологической эффективности ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками.

1986-1988 гг. Сектор биологических исследований в 1986 г. возглавил профессор Е.А.Красавин. В этот период главной задачей сектора явились исследования мутагенного действия излучений с разной ЛПЭ на клетки с различным уровнем организации генома. В 1988 г. сектор биологических исследований был преобразован в Отдел биофизики ЛЯП. Цикл исследований механизмов мутагенного действия ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками на клетки с разным уровнем организации генетического аппарата был удостоен первой Премии ОИЯИ.

1995 г. Создание Отделения радиационных и радиобиологических исследований ОИЯИ. В отделе биофизики ЛЯП были проведены многоплановые радиобиологические исследования на базовых установках ОИЯИ. После успешного проведения работ по ускорению тяжелых ядер до релятивистских энергий на синхрофазотроне ЛВЭ и начала физических экспериментов на новом ускорителе этой Лаборатории были спланированы радиобиологические эксперименты на пучках высокоэнергетичных тяжелых ионов. Проведение таких работ требовало специальных спектрометрических и дозиметрических исследований пучков релятивистских тяжелых ядер. Большим опытом в данной области обладали сотрудники Отдела радиационных исследований и радиационной безопасности ОИЯИ. Дирекция ОИЯИ – В.Г.Кадышевский и А.Н.Сисакян поддержали инициативу объединения отдела биофизики ЛЯП и Отдела радиационных исследований и радиационной безопасности ОИЯИ в новое структурное подразделение Института – Отделение радиационных и радиобиологических исследований.

2005 г. Создание Лаборатории радиационной биологии.

В настоящее время исследования в ЛРБ проводятся по следующим главным направлениям: