Năm 1995, Viện Công nghệ sinh học được đầu tư Dự án tăng cường trang thiết bị giúp hình thành "Phòng máy chung" do PGS. Nông Văn Hải phụ trách. Để phù hợp với hướng nghiên cứu và phát triển công nghệ ADN, tổ Công nghệ ADN ứng dụng – tiền thân của phòng Công nghệ ADN ứng dụng đã được thành lập theo Quyết định số 24/CNSH-QĐ ngày 08/6/1995 của Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học. Từ giai đoạn này, các nghiên cứu theo hướng công nghệ gen của Viện thực sự được đẩy mạnh lên một bước. Những oligo/primer đầu tiên được tổng hợp tại Việt Nam từ Phòng máy chung và được cung cấp cho nhiều nhóm nghiên cứu trong và ngoài Viện. Những trình tự gen đầu tiên đã được đọc tại Việt Nam và gửi đi đăng ký tại Ngân hàng gen quốc tế...
Đến năm 1998, Tổ Công nghệ ADN ứng dụng được nâng cấp thành Phòng Công nghệ ADN ứng dụng theo quyết định số 33/CNSH-QĐ, ngày 8/6/1998 của Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học. Phòng có 6 cán bộ biên chế (Nông Văn Hải, Trương Nam Hải, Hoàng Việt, Phạm Thúy Hồng, Trần Thị Phương Liên và Nguyễn Thanh Thủy). TS. Nông Văn Hải được bổ nhiệm làm Trưởng phòng; TS. Phạm Thúy Hồng làm Phó trưởng phòng.
Năm 2000, Phòng đã lớn mạnh và phát triển thành 2 phòng độc lập: 1) Phòng Kỹ thuật di truyền do TS. Trương Nam Hải làm Trưởng phòng và 2) Phòng Công nghệ ADN ứng dụng do PGS. TS. Nông Văn Hải lãnh đạo, tiếp tục thực hiện chức năng, nhiệm vụ của phòng được giao khi thành lập. Cũng năm này, TS. Nghiêm Ngọc Minh được bổ nhiệm làm phó trưởng phòng. Đến năm 2006, TS. Nghiêm Ngọc Minh đi công tác nước ngoài, chức vụ này được giao cho TS. Lê Thị Thu Hiền đảm nhiệm.
Từ tháng 8/2006, PGS. TS. Nông Văn Hải được bổ nhiệm làm Phó Viện trưởng và được Viện trưởng phân công phụ trách công tác của PTNTĐCNG. Phòng CNADNƯD được giao nhiệm vụ phụ trách một trong các đơn vị của PTNTĐCNG là Genomics Unit. Tháng 8/2012, PGS. TS. Nông Văn Hải cùng các thành viên được điều động sang thành lập một đơn vị mới là Viện nghiên cứu hệ gen trực thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (nay là Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Nhân sự mới của phòng CNADNƯD đã được lãnh đạo Viện điều động gồm 9 thành viên (3 cán bộ biên chế, 6 cán bộ hợp đồng) và TS. Lê Văn Sơn đã được giao nhiệm vụ Phụ trách phòng. Tháng 9/2013, TS. Lê Văn Sơn được bổ nhiệm làm Trưởng phòng. Tháng 3/2014, TS. Nguyễn Trung Nam được bổ nhiệm làm Phó trưởng phòng. Tháng 7/2017-1/2020, TS. Nguyễn Trung Nam được bổ nhiệm làm Trưởng phòng. Giai đoạn này Phòng CNADNƯD tập trung nghiên cứu cơ chế phân tử của các bệnh di truyền (SNPs, mtDNA, Y-chromosome...); Nghiên cứu đa dạng di truyền sử dụng công cụ metagenomics, Nghiên cứu vai trò của aryl hydrocarbon receptor (Ahr) trên người bị nhiễm dioxin và làm chủ công nghệ di truyền ngược (Reverse genetics) trong nghiên cứu sản xuất vac xincúm A/H5N1.
Từ tháng 2/2020, TS. Nguyễn Trung Nam cùng một số các thành viên được điều động sang thành lập một đơn vị mới là Trung tâm nghiên cứu ứng dụng tế bào gốc và liệu pháp gen. Nhân sự mới của phòng CNADNƯD đã được lãnh đạo Viện điều động gồm 7 thành viên (4 cán bộ biên chế, 3 cán bộ hợp đồng).
Tại thời điểm hiện tại, Phòng CNADNƯD có 10 cán bộ (3 cán bộ biên chế, 7 cán bộ hợp đồng) gồm: 1 PGS; 1 TS; 6 ThS; 1 CN và 1 KTV.
Lãnh đạo phòng qua các thời kỳ
| 1998 – 2012 | Trưởng phòng | PGS. TS. Nông Văn Hải |
| 2012 – 2017 | Trưởng phòng | PGS.TS. Lê Văn Sơn |
| Phó Trưởng phòng | TS. Nguyễn Trung Nam | |
| 2017 – 2020 | Trưởng phòng | TS. Nguyễn Trung Nam |
| 2020 - nay | Trưởng phòng | PGS.TS. Phạm Bích Ngọc |