核工业北京化工冶金研究院始建于1958年9月11日，原名北京第六研究所；1963年11月更名为北京第五研究所；1989年5月更名为核工业北京化工冶金研究院（简称核化冶院）。

核化冶院以推动我国铀矿冶工业发展为己任；始终坚持为生产建设服务作，重视远近结合，在保证完成铀工艺研发的前提下，积极开展应用基础研究，同步发展相关专业和学科。不断扩大技术优势；坚持科技体制改革是科技工作发展的必由之路，这些构成了核工业北京化工冶金研究院的建院方向和历史任务。

1958年建所初期，铀矿选冶在国内是一片空白，一切都要从零开始。但全所广大职工自力更生，虚心向苏联专家学习，坚持“边学边干”，没有设备，就因陋就简，简法上马。资金短缺，就少花钱、多办事，在最短的时间内，从富铀、钍矿石中提炼出了我国第1块铀锭，第1块钍锭；在试验室试制出浅黄色晶体的六氟化铀；填补了国内空白；积极开展树脂、絮凝剂等提铀关键材料的研究，做到了关键材料立足国内。尽管后来苏联撕毁合同，撤走专家，给铀矿冶事业造成极大的伤害和困难，但全所科技人员在“自力更生，过技术关，质量第一，安全第一”的号召鼓舞下，怀着强烈的民族自尊心和对核事业的责任感，积极组织人力，帮助铀水冶厂过技术关，对前苏联设计的铀水冶厂的工艺流程进行验证、改进。确保了第一批铀水冶厂建成投产。1960年7月我所承担了二氧化铀、四氟化铀的生产任务。科技人员凭着自身不断积累起来的知识和经验，千方百计加强协作，采取措施，克服了设备材料和技术人员等多方面的困难，简法生产出了吨级量的二氧化铀和四氟化铀，满足了后续单位试验研究的需要，为我国第一次核试验及时提供了原料，加速了试验第一颗原子弹的工作进程。

1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功，标志着我国原子能事业完成了从无到有的创建阶段，进入了改进、提高、发展的新时期。至此，我所完成研究或改进了一批铀水冶厂处理流程，其中包括一个铀纯化工艺流程。我所根据部局的指示和1965—1972年科技长远发展规划的要求，开展了第2批水冶厂的补充研究、第3批铀水冶厂建厂工艺流程研究和铀纯化工艺的研究；开展了新工艺、新设备、新材料、新分析方法研究；以及为老厂挖潜、革新、改造制定了比较经济合理的流程。同期，根据部和国家科委联合下达的任务，开展了天然放射性元素镭的提取、和钍的提取冶金研究。由于行业特殊性，我所非常重视铀矿冶三废治理的研究工作。在该时期我所科研人员根据发展中的铀矿冶工业的环保需要，成立了三废治理研究室，选择厂矿迫切需要解决的环境问题作为重点科研课题进行研究。对一些水冶厂的废水处理研究成果先后获得了国防科工委重大技术改进奖。这一时期发生了文化大革命，十年动乱给我所的科研工作造成了不可弥补的损失。但是我所根据上级指示，加紧科研、生产，完成了部局下达的各项任务。1974年1月，750厂改为事业单位，划为我所领导。1974年以后，我所开展学大庆，“创先评优”活动，各项工作开展的很有生气。在对过去科研成果进行总结的基础上，提出了突破碱法水冶流程技术关，要在铀矿及含铀矿床的综合利用上做文章，在科研工作中要研究采用新技术，迎头赶上世界先进水平。

经过20年的艰苦努力，随着第1、第2、第3批水冶厂的相继建成投产，我所的科研工作已迈进了一个新时期。党的十一届三中全会之后，党中央提出“核工业应在保证军用的前提下，把重点转移到为国民经济利用上来”的发展方针。为此，我所在科研体制和管理机制进行改革的基础上，加强了对科研工作的领导，推动了所内科研工作的发展。按照“发挥优势，注重效益，远近结合，军民相长”的原则，不断探索军用技术向民用转移的新途径。通过大力开拓技术市场，实行横向有偿合同制，大力推进科研体制改革，把为民用服务的工作推向新阶段，在实现由科研型向科研开发经营型研究所的转变中迈出了坚实的一步，从此，我所进入了一个保军转民、以民养军、以核为主、多种经营的全面发展时期。1988年，核工业总公司在我所建所30周年大庆之际，发来贺信肯定了我所为铀矿冶生产建设的发展，为我国军用和民用核燃料的研究和生产作出了重要贡献。随着铀矿冶工业不断调整压缩生产能力，进入“保军转民”的特殊发展时期，纵向科研任务逐年减少；与此同时，国家科技体制改革力度不断加大，事业费逐年核减。从1988年开始，我所军、民品科研开发取得较好的发展势头，多项军品纵向科研及民品中黄金的开发等均取得稳步发展。1989年5月正式改名为核工业北京化工冶金研究院，隶属于中国核工业总公司。1999年7月1日，经国务院批准，中国核工业集团公司在原中国核工业总公司基础上组建成立，核工业进入了新的发展时期。我院为适应科研、开发形势的要求，经上级有关批准，先后建成和成立了“铀提取冶金重点实验室”和“北京博瑞赛科技有限责任公司”。从此，我院进入一个发展的新阶段，并为民品走向世界敞开大门。2000年以后，我院坚持以市场为导向，以效益为中心，加快了科技创新速度和产业化步伐。2002年我院提出，力争成为中核集团公司 “天然铀核化学、化工研发中心”。同时面向企业，立足技术创新，为铀水冶厂矿和核行业相关企业提供优质高效的技术服务。为了集中铀矿冶科研力量，减少重复投资，统一科研计划，加强协调工作，便于组织领导，2002年中国核工业集团公司决定对铀矿冶科研资源进行战略性重组，将核工业第六研究所(衡阳)铀矿采冶科研专业及其科研骨干并入核工业北京化工冶金研究院，形成铀矿采冶科研的优势力量。2003年初，核工业第六研究所的部分科研骨干进入我院，从而实现了资源整合，实现了天然铀采冶工艺研究强强联合的战略性调整。在此基础上核工业北京化工冶金研究院新成立了地浸工艺研究所，强化了地、堆浸工艺技术的研究。新的队伍凝聚出新的力量，此后，我院在铀的地、堆浸研究中不断取得重要进展。2004—2005年，初步建立了我院集团化分类管理模式，重新整合建立了铀矿采冶技术研究所，更好地发挥了我院军工科研的整体优势。我院各项工作取得显著成效，2006年我院荣获“国防科技工业工艺创新先进集体”称号。2007年纵、横向科研收入创历史最好水平，全年共实现收入首次突破1亿元大关。从1979年至今的30余年的发展，核工业北京化工冶金研究院已从服务军工的单一科研型转变为军、民品研究开发并举的，科研—生产—经营为一体化的，包括铀湿法冶金技术研究、铀水冶设备研究、精细化工、有机材料合成研究、分析测试技术与仪器研究、环境治理研究以及信息情报等在内的多学科、多专业的综合性研究机构，成为我国唯一的从事天然铀化学化工研究的科研机构，为我国核工业的建设和发展作出了巨大贡献。