Phòng Miễn dịch học được hình thành năm 1993, khi Viện Công nghệ sinh học được thành lập trên cơ sở hợp nhất Viện Sinh vật học, Trung tâm Sinh lý Hóa sinh người và động vật, Trung tâm Nghiên cứu hóa sinh ứng dụng và Trung tâm Nghiên cứu Vi sinh vật. Tiền thân của Phòng Miễn dịch học là Phòng Nghiên cứu Virus, Vacxin và Miễn dịch.
| 1993 – 1999 | Trưởng phòng | GS. TSKH. NCVCC. Đái Duy Ban |
| 1999 – 2005 | Phó Trưởng phòng | PGS. TS. Phạm Công Hoạt |
| 2001 – 2014 | Trưởng phòng | GS. TS. NCVCC. Lê Thanh Hòa |
| 2015 – nay | Trưởng phòng | TS. NCVC. Đoàn Thị Thanh Hương |