Институт был создан в 1934 году на базе Лаборатории эволюционной морфологии, основанной известным россииским ученым академиком Алексеем Николаевичем Северцовым, который и был первым директором. В 1936 году Институт разделили на два института: Палеонтологический институт и Институт эволюционной морфологии имени А.Н. Северцова (ИЭМ).
После ряда преобразований и переименований в 1967 году Институту был дано название Институт эволюционной морфологии и экологии животных имени А.Н. Северцова (ИЭМЭЖ). В 1994 году вследствие концентрации фундаментальных исследовании на проблемах экологии, эволюции и биоразнообразия Институт был переименован и получил свое современное название. Формирование Института в современном его виде связано с именем академика Владимира Евгеньевича Соколова, который был директором Института в 1967 – 1998 гг. Благодаря его деятельности Институт стал одним из ведущих научно-исследовательских учреждений России биологического профиля.
В 1998 году институт возглавил академик Дмитрий Сергеевич Павлов, ведущий специалист в области поведения низших позвоночных, действительный член РАН (1992), иностранный член Литовской академии наук (2004), приглашённый профессор Университета Монтана (2002). Лауреат Государственной премии Российской Федерации 2012 года
C 2015 по 2021 год директором Института был академик РАН Рожнов Вячеслав Владимирович. Специалист в области поведенческой экологии млекопитающих и биоразнообразия. Им разработан ряд новых подходов и концепций, неинвазивные и дистанционные методы исследований, методы спутниковой телеметрии и молекулярной диагностики в поведенческой экологии. Под его руководством и с участием собран уникальный материал по биологии крупных хищников и морских млекопитающих — тигра, леопарда, ирбиса, белого медведя, белухи, серого кита.
В 2021 году директором стал д.б.н, профессор РАН Сергей Валериевич Найденко.
В Институте изучают проблемы общей и частной экологии животных, биоразнообразия, поведения и эволюционнои морфологии животных, разрабатывают рекомендации по охране природы.