Toute histoire commence par une naissance. Celle de l'IPhT remonte au 21 février 1963, où est créé le « Service de physique théorique ». Le SPhT est alors directement rattaché à la Division de la physique, une des ancêtres de l'actuelle Direction de la Recherche Fondamentale. Avant même cette création officielle s'étaient développés les germes d'une véritable démarche de physique théorique : au sein des Services de physique et chimie du Fort de Châtillon, dès 1947, deux ans à peine après la création du CEA, un groupe de chercheurs sollicités par leurs collègues de tous horizons développent leur penchant pour l'abstraction et la modélisation. Ainsi Jacques Yvon n'hésite pas à considérer « une pile plane infinie et sans réflecteur » ! Déjà un après-midi par semaine est consacré à la « physique théorique pure » ; s'y joignent en 1950 Claude Bloch et Philippe Meyer. La physique nucléaire théorique et, à travers la neutronique, la physique statistique s'imposent comme des thèmes principaux.
En 1959, l' « Équipe de physique théorique » ne s'est pas encore émancipée du Service de physique mathématique dont la mission principale au sein du Département d'étude des piles est la conception théorique et numérique des réacteurs. Cette équipe publie des articles sur la physique nucléaire, le problème à N corps et la supraconductivité. Très vite la physique des particules fait une entrée substantielle. Le Service, créé en 1963, a un effectif d'une vingtaine d'agents CEA. À la même époque, apparaissent des doctorants et, en 1964, commence le recrutement de physiciens CNRS. Au total, près de 500 personnes ont à ce jour partagé la vie de l'IPhT/SPhT, sans compter les nombreux visiteurs de tous pays : brillants postdocs étrangers et chercheurs éminents comme V. Weisskopf en 1950 et D. Gross en 1983. Leur apport s'avère très stimulant et ils contribuent fortement à l'animation scientifique et à l'établissement de liens durables avec des laboratoires du monde entier. Fort du succès du laboratoire, nombre de chercheurs de l'Institut ont essaimé vers de prestigieuses universités et organismes de recherches en France et à l'étranger.
Peu après le déménagement à l'Orme des Merisiers en 1968, la théorie quantique des champs s'impose comme un thème majeur de recherche dans le laboratoire. Suivront dans les décennies suivantes, les théories conformes et les modèles de matrices, la physique nucléaire, la physique des particules et l'astrophysique puis la physique de la matière condensée et des systèmes biologiques.
Plus de 6000 publications, une quarantaine de livres et presque 150 thèses sont sorties de l'Institut. S'ajoute à cette production l'organisation et l'animation scientifique de congrès et séminaires internationaux et de nombreuses écoles d'été. L'Institut a, par exemple, fortement contribué à l'essor de l'école de physique des Houches. Poursuivant une tradition qui remonte à A. Abragam, C. Bloch, A. Herpin, A. Messiah et M. Trocheris, les théoriciens de l'Institut enseignent au sein du laboratoire et également dans les Grandes Écoles et les Universités françaises et étrangères. Bon nombre de ces cours ont été publiés et sont maintenant devenus des classiques de la littérature scientifique : Messiah, Itzykson-Zuber, Des Cloizeaux-Jannink, Zinn-Justin, etc.
Prix et distinctions scientifiques émaillent l'histoire de l'Institut. À ce jour, on compte 24 prix de l'Académie des Sciences, 27 prix de la Société Française de Physique, 9 médailles du CNRS et 47 autres distinctions, dont 9 étrangères, et des appartenances aux Académies des Sciences de France, d'Uppsala, d'Erevan et de Corée du Sud. L'activité de l'Institut est soumise à l'examen du Comité National de la Recherche Scientifique et à celui d'un Conseil Scientifique Extérieur.
Au CEA, l'Institut est rattaché à la Direction de la Recherche Fondamentale (DRF). Et devenant en 2001 une unité de recherche associée (URA), le Service a officiellement scellé ses liens avec le CNRS, auquel appartient un tiers des effectifs du laboratoire depuis une bonne trentaine d'années. Le Service accueille aussi des universitaires et des chercheurs d'autres laboratoires. Et la participation à de nombreux réseaux de recherche européens et de programmes d'échange internationaux facilitent les collaborations avec des chercheurs étrangers.
En 2008 le SPhT accède à la dénomination d'institut et devient l'IPhT.
Non programmé au sein du CEA naissant, l'Institut de physique théorique s'est développé à partir d'une nécessité ressentie d'abord par ses membres, puis par ses tutelles. Son succès est né de conjonctions imprévisibles d'idées nouvelles et de compétences pluridisciplinaires que l'Institut a su cultiver depuis plus de 60 ans
