Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР в Семипалатинской области в 1947 году был создан полигон, где в период 1949-1989 годов проводились испытания ядерного оружия.
В результате этих испытаний населенные пункты, прилегающие к зоне полигона, на протяжении долгих лет подвергались радиоактивному загрязнению. Для контроля над радиационно-гигиенической обстановкой и для оценки состояния здоровья населения в марте 1957 году в городе Семипалатинске было открыто специализированное секретное медицинское учреждение - Диспансер №4 МЗ СССР.
В 1967 году переименован в «Противобруцеллезный диспансер» №4 МЗ СССР.
В 1989 году переименован в Радиологический диспансер МЗ СССР.
Диспансер осуществлял свою деятельность под грифом «Совершенно секретно». Были запрещены любые контакты с Военным ведомством, осуществлявшим руководство деятельностью Семипалатинского ядерного полигона (СЯП).
После распада СССР Указом Президента РК Н.А. Назарбаева №409 от 29.08.1991 г. был закрыт Семипалатинский ядерный полигон.
В августе 1991 года на базе Диспансера создан Институт радиационной медицины и экологии МЗ Казахской ССР.
На основании Постановления Правительства РК №1335 от 25.12.1998 г Институт радиационной медицины и экологии МЗ РК реорганизован в РГКП «Научно-исследовательский институт радиационной медицины и экологии».
С 1960 по 1962 гг. главным врачом Диспансера №4 становится Смирнов А. А. Под его руководством создается медицинский отдел Диспансера. Сотрудники отдела проводят медицинские осмотры населения различных районов, прилегающих к полигону.С 1957 по1960 гг. Диспансер №4 МЗ СССР возглавляла Каткова А.Н. Под ее руководством была создана мобильная группа радиационно-гигиенического отдела, в задачи которой входили отбор объектов внешней среды и продуктов питания местного производства для последующей оценки содержания в них продуктов ядерного деления.
Руководители института:
С 1962 по 1975 гг. – главный врач Противобруцеллезного Диспансера №4 Макерова С. И. В этот период структурные подразделения были значительно увеличены и включали радиационно-гигиенический отдел, клиническое отделение, административно-хозяйственное отделение.
С 1976 по 1991 гг. сначала диспансером, а затем Институтом радиационной медицины и экологии руководил д.м.н. Гусев Б.И. Под его руководством были разработаны основные документы, содержащие сведения о численном и возрастно-половом составе групп радиационного риска и эффективных эквивалентных дозах облучения. Эти данные позволили подготовить проект закона РК "О социальной защите граждан, пострадавших, вследствие испытаний на Семипалатинском ядерном полигоне", принятого правительством РК 18.12. 1992 г., №1787-ХП
С 1997 по 2001 гг. институт возглавляет д.м.н. Секербаев А.Х. Были продолжены исследования медико-демографических последствий деятельности ядерного полигона.
С 2001 г. - по сегодняшний день, директор РГКП "НИИ Радиационной медицины и экологии", д.м.н., профессор Апсаликов К.Н. Под его руководством институт становится головным учреждением МЗ РК по вопросам радиационной медицины в Казахстане. Разрабатываются и внедряются программы по реабилитации населения Республики Казахстан, пострадавшего в результате испытания ядерного оружия.