中国科学院工程塑料重点实验室成立于1991年，是国内最早开展工程塑料科学研究的实验室。实验室建设和发展初期以高分子复合材料和狭义的工程塑料研究为主;后逐渐扩展到多品种的高分子材料科学研究，如烯烃聚合催化剂的合成及可控聚合、高分子材料的增强增韧、塑料高性能化的新技术、苛刻环境中使用的先进高分子材料等方向;近年来，随着学科的发展和国民经济建设的需要，实验室增加了纳米复合材料、生物医用高分子材料、环境友好高分子材料和聚烯烃合金新材料的合成与制备等研究方向。工程塑料重点实验室已经成为我国从事高分子材料基础研究和应用基础研究、实施科技成果转化、培养优秀青年科技人才、开展国际学术交流和合作的重要基地。
工程塑料重点实验室利用世界银行贷款“重点学科发展项目”启动建设。“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”期间，承担了国家攻关(科技支撑计划)、“863”、“973”、国家自然科学基金(重大项目/重点项目/***基金/面上基金等)、国防军工等一大批重要科研任务，取得了一定的成绩。中国科学院“知识创新工程”启动后，实验室整体进入“北京物质科学基地”的“分子科学中心”，2003年“北京分子科学国家实验室”启动建设后，成为国家实验室的重要组成部分。实验室在烯烃聚合催化剂的合成制备及可控聚合、聚合物纳米复合材料、热塑性高分子复合材料、环境友好高分子材料等领域的基础研究和产业化实施方面一直居于国内领先地位，并在国际上有一定影响。
