工程力学研究所筹建于1952年，正式成立于1954年，最初定名为中国科学院土木建筑研究所。
1954-1962研究所从事建筑材料、土壤力学、工程结构和建筑设计的研究。主要的工作是材料实验、土壤实验和新建筑材料的研究。同时，着重于正在发展中的研究领域，诸如钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土、地震工程、结构安全度和黄土的工程性质等。
1962年更名为中国科学院工程力学研究所。研究领域随之调整，主要包括地震工程、核反应堆结构力学、土壤力学、冲击与振动和特殊混凝土材料及其动力性能的研究。
1970-1984，受国家地震局和中国科学院双重领导。
1984年4月，改由国家地震局领导，所名随之改为国家地震局工程力学研究所。为适应国民经济迅速发展和国内外对防震减灾工作的迫切需要，确定以地震工程和安全工程为主要研究方向。
1998年4月，随着国家地震局更名为中国地震局，所名改为中国地震局工程力学研究所。
工程力学所为适应国家建设的需要不断进行调整，在各个阶段都做出了重要的贡献。特别是在地震工程领域，在几乎所有方面都是我国的先驱，取得了一系列重要成果，在国家经济建设中发挥了重大作用，在国际上赢得很高的学术声誉。
1978年－2003年，共获科研方面奖项308项，其中国家级19项、省部级奖136项。
刘恢先教授担任第一任所长。继刘恢先教授之后，胡聿贤、谢君斐、谢礼立、冯启民、齐霄斋、王自法教授先后担任所长。
2008年11月-2009年12月，党委书记胡春峰主持全所工作。
2009年12月-2010年3月，副所长孙柏涛主持全所工作。
2010年3月至今，孙柏涛教授担任所长。
改革后，机关由原有的9个处办，调整为两办两部：所务办公室、科技发展部、人力资源与计划财务部、党群和离退休工作办公室；研究室由原有的10个，组建为7个：工程地震与强震动观测研究室、基础设施抗震研究室、城市与工程防灾研究室、信息技术与工程材料研究室、岩土工程研究室、结构工程研究室、测量仪器研究室。同时设有科技杂志社、图书馆、财务室等科研辅助部门。黑龙江国振建筑工程研究院、仪器厂、后勤管理中心，实行企业化管理，政策上给予支持。为了国际国内交流的需要，将在北京燕郊建立国家数字强震动台网中心，现已开工兴建。
为了将研究所的科研成果快速地转化为生产力，成立了哈尔滨威波瑞科技有限公司，将科研成果积极推向科技市场，为国家经济建设服务。
通过改革，调动了全所职工的积极性，向建立国际一流研究所的目标，不断努力前进。