一、分院筹建期(1957·7—1960·4)

　　新疆维吾尔自治区成立后不久，在时任新疆维吾尔自治区人民委员会主席包尔汉·沙赫德拉同志的倡议下，新疆维吾尔自治区人民委员会于1955年12月26日致函中国科学院，建议成立中国科学院新疆分院。

1956年2月25日，中国科学院复函给自治区，表示同意成立新疆分院。

1958年9月16日，新疆维吾尔自治区党委结合本地经济建设的需求，批准新疆分院筹委会建立石油、地质、冶金、化学、物理等5个研究所。后经整合合并，新疆分院筹委会计划建立的科研机构共14个。

1960年4月1日，经中国科学院第二次院务会议通过并报经国家科委批准，中国科学院新疆分院正式成立。新疆分院第一任院长由包尔汉担任，副院长由涂治、王汉兴、方明和谷苞担任，秘书长由哈琳担任。

　二、科研起步期(1960·4—1966·5)

　1962年以后，中国科学院开始撤销省级分院，建立六个大区分院。新疆分院作为唯一建立在少数民族自治区的分院，在中国科学院精简省级分院中被保留下来，接受新成立的中国科学院西北分院和新疆维吾尔自治区的双重领导。

1962年8月，自治区党委决定自治区科委、科协和中国科学院新疆分院三个领导机关行政上合署办公，统称“三科”机关，党的工作由“科学党组”(又称“三科党组”)统一领导。

1965年7月19日，经中国科学院西北分院同意，新疆分院成立地质地理研究所，并将水土生物资源综合研究所该名为生物土壤研究所。

　四、恢复调整期(1977·11—1998)

1977年10月30日，新疆维吾尔自治区党委致函中国科学院，应当恢复新疆分院。11月27日，党中央、国务院正式批文，同意新疆分院自1978年3月1日起恢复。

1978年9月29日，恢复了中国科学院新疆物理研究所、中国科学院新疆化学研究所、中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所、中国科学院乌鲁木齐人造卫星观测站、科学仪器厂、图书馆七个院属业务单位。

1985年4月10日，中国科学院下发文件，明确要求设在新疆的研究机构和中国科学院院所两级领导体制一致，新疆分院作为中国科学院派出机构，代表中国科学院院领导设在新疆的研究机构。

1987年10月26日，中国科学院正式批准“中国科学院乌鲁木齐人造卫星观测站”更名为“中国科学院乌鲁木齐天文站”。

1995年，物理所行政管理改革初步实现了管理与服务职能分离，中层干部全部实行了“聘任制”，管理部门按任务、职务、目标重新定岗，完成了职员套改。

　五、创新发展期（1998-2010）

1999年，乌鲁木齐天文站与中国科学院其它天文台站一起首批进入中国科学院知识创新工程试点单位。

2001年，中国科学院国家天文台成立，乌鲁木齐天文站改名为“中国科学院国家天文台乌鲁木齐天文站”。

2002年3月28日，中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称新疆理化技术研究所)在两所合并重组的基础上挂牌成立。

　六、“创新2020”“率先行动”期（2010—）

2010年4月21日，中国科学院召开全院视频会议，时任院长、党组书记路甬祥就中科院实施“创新2020”提出要求，下半年启动试点，2011年全面实施。

2013年7月17日，习近平总书记视察中科院并发表重要讲话，充分肯定了我院60多年来的创新成就。