1955年，福建师范学院化学系成立抗生素研究室。中国科学院菌种保藏委员会在人员、经费和设备上均给予支持。

1959年秋，抗生素研究室并入师范学院生物系微生物研究组，成立福建师范学院生物系微生物生化教研室。

1960年，中国科学院福建分院与福建师范学院合办福建省生物研究所，微生物研究室成为该所的一个室，经费、人员由省科委调配，部分人员由福建师范学院教师兼任。

1962年底，福建省生物研究所调整撤消，保留微生物研究室作为独立的研究机构，属中国科学院华东分院领导，成为“中国科学院华东亚热带植物研究所微生物研究室”。人员编制属省科委，部分人员由福建师范学院教师兼任；政治、行政工作受福建师院党委领导；业务指导、经费由中国科学院华东分院负责。

1970年7月，中国科学院体制调整，中国科学院《关于华东亚热带植物研究所体制下放省市的通知》（[70]科学第20号），将微生物研究室下放福建省。

1971年3月，福建省革委会《关于中国科学院下放我省的二所二室的隶属关系的通知》（闽革[1971]综字39号），将微生物研究室改名为“福建省微生物研究所”，隶属福州市革委会，由市化工局领导。

1975年12月，福建省革委会《关于微生物研究所改变隶属关系的通知》（闽革[1975]综254号），从1976年起,福建省微生物研究所收归省管，由福建省科委领导。

1995年8月，《国家医药管理局福建省人民政府关于联合共建微生物研究所的决定》（国药联办字[1995]第407号），将共建后的福建省微生物研究所名称定为“国家医药管理局福建省微生物研究所”，领导体制、人员编制、人事管理不变，保持现有的行政隶属关系；原固定资产的产权隶属关系和省拨经费渠道保持不变；业务工作由国家医药管理局科技教育司和福建省科委负责指导和管理。

2004年4月，《中共福建省委机构编制委员会办公室关于国家医药管理局福建省微生物研究所更名的批复》（闽委编办[2004]95号），同意将国家医药管理局福建省微生物研究所更名为“福建省微生物研究所”，更名后其机构性质、隶属关系、人员编制、经费渠道不变。