Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych powstało w 1972 na bazie dwóch grup badawczych kierowanych przez członków Polskiej Akademii Nauk: prof. Jana Michalskiego (chemia związków heteroorganicznych) oraz prof. Mariana Kryszewskiego (fizyka polimerów). Prof. Jan Michalski, aż do emerytury (1991) był długoletnim dyrektorem Centrum.
Po przejściu na emeryturę prof. Jana Michalskiego dyrektorem Centrum został prof. Marian Mikołajczyk, który sprawował swoją funkcję do końca 2007 r.
W latach 2008-2015 funkcję Dyrektora Centrum pełnił prof. dr hab. Stanisław Słomkowski.
W latach 2016-2023 funkcję Dyrektora Centrum pełnił prof. dr hab. Marek Potrzebowski.
W roku 2024 Dyrektorem CBMiM PAN w Łodzi został prof. dr hab. Arkadiusz Chworoś.
W ciągu ponad 50 lat swojego istnienia, Centrum rozwinęło się ze stosunkowo małego laboratorium w rozbudowany instytut badawczy zatrudniający ok. 180 osób, z których ok. 140 jest bezpośrednio zaangażowana w badania naukowe. Centum Badań Molekularnych i Makromolekularnych wchodzi w skład sieci instytutów Polskiej Akademii Nauk.
Zgodnie ze statutem CBMiM PAN jest zarządzane przez Dyrekcję oraz Radę Naukową. Funkcję Przewodniczącego Rady Naukowej pełnili Profesorowie: Maciej Wiewiórowski (1972-74, 1982-84), Jerzy Wróbel (1975-1981), Jerzy Ruciński (1981-83), Zygmunt Lasocki (1984-93), Mieczysław Mąkosza (1994-2010) oraz prof. Henryk Kozłowski (2011-2023. Obecnie przewodniczącym Rady Naukowej jest Prof. Piotr Paneth.
W 2022 roku Centrum obchodziło swoje 50 lecie. Uroczystości jubileuszowe były transmitowane przez lokalną telewizję.
