Tiền thân của Phòng Công nghệ lên men hiện nay là Pilot vi sinh vật được thành lập từ Phòng Vi sinh vật học, Viện Sinh vật học, Viện Khoa học Việt Nam và sau đó đổi tên thành phòng Công nghệ lên men thuộc Trung tâm Nghiên cứu vi sinh vật, Viện Khoa học Việt Nam (1/7/1990-5/1993). Phòng Công nghệ lên men thuộc Viện Công nghệ sinh học, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (nay là Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), được thành lập theo Quyết định số 11/CNSH-QĐ ngày 8/7/1993. Sau khi điều động một số cán bộ từ Phòng Di truyền vi sinh vật sang, phòng được bổ sung chức năng, nhiệm vụ theo Quyết định 88/QĐ-CNSH ngày 06/03/2002 của Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học. Đến năm 2023, phòng Công nghệ lên men thực hiện chức năng, nhiệm vụ mới theo Quyết định số 180/QĐ-CNSH ngày 06/04/2023.
Lãnh đạo phòng qua các thời kỳ
| 1993 - 1998 | Trưởng phòng | PGS. TS. Lương Đức Phẩm |
| 1993 - 1998 | Phó Trưởng phòng | TS. Trần Đình Mấn |
| 1999 - 2/2002 | Phụ trách phòng | |
| 3/2002 - 9/2007 | Trưởng phòng | PGS. TS. Lê Gia Hy |
| 6/2004 - 7/2008 | Phó Trưởng phòng | TS. Phạm Thị Bích Hợp |
| 8/2008 - 11/2010 | Trưởng phòng | |
| 10/2009 - 12/2012 | Phó Trưởng phòng | PGS. TS. Phí Quyết Tiến |
| 2012 - 2/2020 | Trưởng phòng | |
| 2012 - 2/2020 | Phó Trưởng phòng | PGS. TS. Nguyễn Phương Nhuệ |
| 3/2020 - 09/2021 | Phụ trách phòng | |
| 10/2021 - nay | Trưởng phòng |