Организован решением Президиума АН РУз в 1977 году в составе Отделения биологических наук АН РУз.
В научных лабораториях и других подразделениях Института на сегодняшний день работают 100 сотрудника, в том числе 1 академик АН республики Узбекистан, 11 докторов и 19 кандидатов наук.
Научный профиль Института - биология и биотехнология микроорганизмов, использование микроорганизмов в народном хозяйстве.
Основные направления научных исследований - биоэкология, систематика, физиология, цитология, биохимия, генетика и генная инженерия бактерий и грибов, регуляция метаболических процессов в клетках микроорганизмов, разработка микробных биотехнологий для народного хозяйства и охраны окружающей среды.
Начало микробиологических исследований в Узбекистане приходится на 20-30 годы, когда наибольшее развитие получили медицинская и почвенная микробиология. В те годы решались научные проблемы, связанные с особенностями климатических и почвенных условий Республики. Новый этап в развитии микробиологии в Узбекистане связан с организацией в 1943 г. Республиканской Академии наук. В 1947 г. в Институте зоологии и ботаники была создана первая микробиологическая лаборатория, руководимая проф. Е.И.Квасниковым. Начали развиваться исследования в области вирусологии, технической, почвенной микробиологии.
Значительным событием в развитии микробиологии в Узбекистане стала организация в 1965г. самостоятельного, на правах Института, Отдела микробиологии АН УзССР с 8-ю научными лабораториями, где трудилось более 200 сотрудников. Организатором и первым руководителем Отдела была профессор С.А.Аскарова, внесшая существенный вклад в становление и развитие микробиологической науки в Узбекистане. В этот период осуществлен переход от выполнения разрозненных описательных исследований к целенаправленному решению фундаментальных проблем. Развивались новые направления микробиологии: физиология и биохимия под руководством В.И.Рунова; селекция и генетика микроорганизмов (А.Г.Гриневич), систематика дрожжей (М.И.Мавлоний), протистология (В.Ф.Николюк). Проводились первые научные разработки в области технической микробиологии (Е.И.Квасников). Разрабатывались биологические методы борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений. (Дикасова, Исамухамедов). В Республике создается Научный Совет по физиологии и биохимии микроорганизмов, первым руководителем которого становится проф. С.А.Аскарова. Она была также первым президентом микробиологического общества Узбекистана.
Наиболее важные результаты исследований этого периода: изучение жизнедеятельности актиномицетов - известных продуцентов антибиотиков и других биологически активных веществ, выявление закономерностей эколого-географического распространения актиномицетов в различных типах почв Узбекистана, установление механизма взаимоотношений растений с фитопатогенными микроорганизмами - возбудителями вилта, гоммоза, корневой гнили и др. заболеваний.
В 1971 г. в состав Отдела из Института ботаники АН РУз передан ряд лабораторий альгологического профиля.
В 1977 г. Отдел микробиологии преобразован в ныне действующий Институт микробиологии АН РУз. В этот период под руководством академика АН РУз А.М.Музафарова велись широкомасштабные исследования в области фундаментальных и прикладных проблем экспериментальной альгологии, создана известная научная школа альгологии. Осуществлены приоритетные исследования в области систематики и культивирования микроводорослей и их использования в решении важных народнохозяйственных задач. За достижения в этой области коллективу авторов во главе с акад. А.М.Музафаровым в 1979 г. присуждена Государственная премия Узбекистана им. А.Р.Беруни в области науки и техники.
С назначением в 1986 г. директором Института известного биохимика и биотехнолога акад. АН РУз А.Г.Халмурадова, институт переориентирован на решение приоритетных фундаментальных и прикладных проблем микробиологии и микробных биотехнологий. В этот период в Институте микробиологии укреплены существующие и образованы новые лаборатории - биохимии и биотехнологии физиологически активных веществ, генетической инженерии, азотфиксации, водной микробиологии, физиологии микроорганизмов. Исследования Института сориентированы на решение фундаментальных проблем физиологии, биохимии и генетики бактерий, актиномицетов, дрожжей и микроскопических грибов. В тесной связи с практикой исследовались вопросы микробной биотехнологии: получение методами селекции, генной и клеточной инженерии высокопродуктивных штаммов микроорганизмов для микробиологической, легкой и пищевой промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения, горно-рудного производства, разработка малоотходной и безотходной биотехнологии получения кормового и пищевого белка, ферментов, витаминов, биоудобрений, стимуляторов роста и развития растений и животных, лечебно-профилактических молочнокислых заквасок. Изучены пути биосинтеза ценных физиологически активных соединений (витаминов, коферментов) в микробных клетках (А.Г.Халмурадов), механизмы патогенеза вилта хлопчатника.
В прожитом институтом 40-летнем историческом пути такие ученые, как С.А. Аскарова А.М. Музафаров, Е.Н. Квасников, А.Г. Холмурадов, Г. Набиев, В.И. Рунов, В.Ф. Николюк, Ж.С. Сафиязов, М.М. Мурадов, Т. Юсупов, Ш.М. Мусаев, А.Г. Гриневич, Е.Т. Дикасова, П.Т. Малахова и мн. др. внесли огромный вклад в формирование сегодняшнего облика института.
В настоящее время основными задачами института являются:
- изучение многообразия мира микроорганизмов;
- экология, систематика, биология, физиология, цитология и генетика бактерий, актиномицетов и грибов;
- создание региональной коллекции и поддержание практически ценных культур микроорганизмов, позволяющих разработку экологически чистых биотехнологий;
- изучение физиологии и биохимии микроорганизмов, биосинтеза ими ферментов, белков, витаминов, антибиотиков и разработка на их основе новых технологий получения физиологически активных веществ и штаммов - сверхпродуцентов;
- решение вопросов, связанных с охраной окружающей среды путем изучения микробного разложения цианидов и других ядохимикатов;
- дальнейшее изучение проблемы получения кормового и пищевого белка, биоконверсии растительных отходов с целью получения высокобелкового корма;
Институт оснащен современными научными приборами и оборудованием, располагает специализированными лабораториями, где высококвалифицированные специалисты обеспечивают эффективную работу профилирующих подразделений, получая информацию с помощью современных физико-химических методов, персональных компьютеров и т.д.