加齢医学研究所の前進である抗酸菌病研究所は、結核とハンセン病の克服を目的として昭和16年に創立されました。初代所長は当時の東北帝国大学第7代総長であった熊谷岱藏です。熊谷岱藏は、膵ホルモン・インスリンの発見と結核医学研究で昭和27年に文化勲章を受章し、2代所長である海老名敏明は結核医学研究で昭和31年に朝日賞，昭和35年にコッホ賞を受賞しています。さらに、今野淳のヒト型結核菌同定法―ナイアシンテストの確立、鈴木千賀志の胸郭形成手術導入など、めざましい成果をあげました。
一方、抗生物質の開発などにより昭和20年代後半に結核の死亡率が急速に低下するなかで、昭和30年代はじめには、研究の方向性を、がん制圧、特に肺癌制圧に向けて大きく舵を切りました。昭和33年には「肺がん発育本態研究部門」が設立され、がん研究を目的とする新研究部門の設置が相次ぎました。佐藤春郎の実験腫瘍学の確立、黒木登志夫の世界初試験管内での発がん実験の成功などがあります。この流れから肺がんの外科治療（鈴木千賀志）や、世界初のポジトロンCT（PET）による癌診断法の開発（松澤大樹）、日本初の脳死肺移植の実施（藤村重文）という現在に繋がる成果が生まれています。また、昭和37年には、国内初のがん化学療法研究部門が設置されています（斉藤達雄）。さらに、胸部・心臓疾患診断の臨床的ニーズから、工学系との共同研究により世界初の心臓超音波断層法が開発されました（田中元直）。医工学研究を本業とする教室の誕生です。
平成5年に渡辺民朗所長の下で加齢医学研究所への改組がなされ、設置目的を「難治癌および加齢脳疾患の制御」と定めました。この改組は、21世紀における我が国の超高齢化社会の到来という、時代を先取りしたものと言えます。また、同時に、当時急速に発展しつつあった分子生物学手法による研究への転換の側面も持っていました。発生・分化・老化・がん化など加齢現象の分子メカニズムの解明や免疫機構・DNA損傷修復機構など生体防御機構の解明、腫瘍の増殖機構や治療抵抗性の分子機構の解明とその制御などが新たな研究の方向性となりました。
平成16年、帯刀益夫所長の下で国立大学法人化という新たな体制に対応するとともに、将来構想検討を開始しました。その結果、「加齢医学研究」は今後とも重要な課題であり研究所名および設置目的は変更しないこと、ヒトを対象とする脳研究を強化することを決定しました。この方針に沿って、平成18年に脳機能開発研究分野、平成20年には老年医学研究分野を新設しました。さらに、外部資金等を活用して、人体用3テスラMRI装置を導入したのを皮切りに、動物用7テスラMRI、二光子レーザ顕微鏡、近赤外線スペクトル装置（NIRS）、また、脳磁図計測装置（MEG）を加えて、細胞、動物レベルから人体までのイメージング装置を備えた、世界でも有数の神経イメージングセンターを構築しました。このように、脳研究の体制は組織的にも装置の面からも大きく強化されたと言えます。
一方、平成18年5月に文科省から附置研の全国共同利用・共同研究拠点化への方針が示されました。福田寛所長の下で拠点化の利益および不利益について議論を重ね、拠点化を目指す方向で意志決定を行い、拠点化に向けて平成21年度概算要求の実現、所長裁量経費による全国共同利用・共同研究の公募研究実施などの実績作りを行いました。平成21年に行われた拠点認定ヒアリングに臨み、同年6月に「加齢医学研究拠点」として正式に認定されました。さらに拠点の研究を推進するための組織改革として、平成22年度に、加齢制御、腫瘍制御、脳科学の3研究部門体制に改組を行いました。また、拠点の国際化と産学連携の核として「スマート・エイジング国際共同研究センター」（附属施設）を新設しました。
世界一の長寿国となった我が国では、「認知症等の脳・神経疾患」や「難治性癌」を克服する「加齢医学研究」の重要性と期待はますます高くなってきています。加齢医学研究所は、スマート・エイジング（健康寿命の実現）を目指して、加齢機構の解明、加齢制御および加齢に伴う脳疾患、難治がんの予防から制御を目指して、分子レベルから個体レベルまで統合的に研究を推進し、その研究成果の社会への還元を行い、国際的研究拠点として、社会や全国の研究者コミュニテｲーの要請に応えていきます。
抗酸菌病研究所
所長（1941年設置）
| 1941年（昭和16年） | － | 1948年（昭和23年） | 熊谷 岱蔵 |
| 1948年（昭和23年） | － | 1963年（昭和38年） | 海老名 敏明 |
| 1963年（昭和38年） | － | 1968年（昭和43年） | 佐藤 三郎 |
| 1968年（昭和43年） | － | 1974年（昭和49年） | 鈴木 千賀志 |
| 1974年（昭和49年） | － | 1978年（昭和53年） | 斎藤 達雄 |
| 1978年（昭和53年） | － | 1984年（昭和59年） | 佐藤 春郎 |
| 1984年（昭和59年） | － | 1987年（昭和62年） | 今野 淳 |
| 1987年（昭和62年） | － | 1990年（平成2年） | 立木 蔚 |
| 1990年（平成2年） | － | 1991年（平成3年） | 涌井 昭 |
| 1991年（平成3年） | － | 1992年（平成4年） | 本宮 雅吉 |
| 1992年（平成4年） | － | 1993年（平成5年） | 渡辺 民朗 |
病院長（1964年設置）
| 1964年（昭和39年） | － | 1973年（昭和48年） | 岡 捨己 |
| 1973年（昭和48年） | － | 1974年（昭和49年） | 斉藤 達雄 |
| 1974年（昭和49年） | － | 1982年（昭和57年） | 今野 淳 |
| 1982年（昭和57年） | － | 1984年（昭和59年） | 涌井 昭 |
| 1984年（昭和59年） | － | 1989年（平成元年） | 仲田 祐 |
| 1989年（平成元年） | － | 1990年（平成2年） | 涌井 昭 |
| 1990年（平成2年） | － | 1991年（平成3年） | 本宮 雅吉 |
| 1991年（平成3年） | － | 1993年（平成5年） | 藤村 重文 |
加齢医学研究所
所長
| 1993年（平成5年） | － | 1996年（平成8年） | 渡辺 民朗 |
| 1996年（平成8年） | － | 1998年（平成10年） | 今野 多助 |
| 1998年（平成10年） | － | 2000年（平成12年） | 藤村 重文 |
| 2000年（平成12年） | － | 2006年（平成18年） | 帯刀 益夫 |
| 2006年（平成18年） | － | 2012年（平成24年） | 福田 寛 |
| 2012年（平成24年） | － | 2014年（平成26年） | 佐竹 正延 |
| 2014年（平成26年） | － | 2023年（令和5年） | 川島 隆太 |
| 2023年（令和5年） | － | 田中 耕三 |
病院長
| 1993年（平成5年） | – | 1998年（平成10年） | 藤村 重文 |
| 1998年（平成10年） | － | 2000年（平成12年） | 金丸 龍之介 |
年表 1941年(昭和16年) – 1988年(昭和63年)
| 1941年（昭和16年） | 12月15日 | 抗酸菌病研究所設置 | 内科学、癩、病理解剖研究部門の3研究部門で発足 |
| 1943年（昭和18年） | 11月1日 | 北四番丁に研究所本館建設、仙台厚生病院本館病院（附属病院として機能）建設 | |
| 1944年（昭和19年） | 8月22日 | 細菌学研究部門、生化学研究部門、薬理学研究部門設置 | 6研究部門 |
| 10月9日 | 抗酸菌病研究所開所式典 | ||
| 1950年（昭和25年） | 5月24日 | 外科学研究部門設置 | 7研究部門 |
| 1953年（昭和28年） | 8月1日 | 小児科学研究部門設置 | 8研究部門 |
| 1958年（昭和33年） | 5月29日 | 肺癌の発育本態研究部門設置 | 9研究部門 |
| 1962年（昭和37年） | 4月1日 | 癌化学療法研究部門設置 | 10研究部門 |
| 1964年（昭和39年） | 4月1日 | 北四番丁に抗酸菌病研究所附属病院設置 | |
| 1965年（昭和40年） | 12月4日 | 第50回集談会開催（所内研究会） | |
| 1966年（昭和41年） | 7月1日 | 抗酸菌病研究所附属病院開院 | 内科、小児科、外科の3診療科で発足 |
| 1967年（昭和42年） | 5月31日 | 放射線医学研究部門設置 | 11研究部門 |
| 1969年（昭和44年） | 5月22日 | 臨床癌化学療法研究部門設置 | 12研究部門 |
| 1972年（昭和47年） | 4月1日 | 医学研究科の基礎講座となる | |
| 1975年（昭和50年） | 10月1日 | 化学療法科設置 | 4診療科 |
| 1977年（昭和52年） | 3月23日 | 星陵地区の現在地に研究所棟新築・移転 | |
| 1978年（昭和53年） | 10月1日 | 放射線科設置 | 5診療科 |
| 1979年（昭和54年） | 4月1日 | 電子医学研究部門設置 | 13研究部門 |
| 1980年（昭和55年） | 3月 | 医学部附属動物実験施設腫瘍実権棟が竣工 | |
| 3月31日 | 星陵地区の現在地に附属病院等新築・移転 | ||
| 1981年（昭和56年） | 12月5日 | 創立40周年記念式典、記念シンポジウム | |
| 1982年（昭和57年） | 12月20日 | 医学部附属動物実験施設腫瘍分室設置 | |
| 1984年（昭和59年） | 4月11日 | 癌細胞保存施設設置 | |
| 1988年（昭和63年） | 8月29日 | イリノイ大学工学部バイオアクスティクス研究所（アメリカ）と部局間学術交流協定を締結 | |
年表 1991年(平成3年) –
| 1991年（平成3年） | 11月14-16日 | 創立50周年記念「仙台国際学術シンポジウム」 | 「がん研究の最前線」国際センター |
| 1992年（平成4年） | 2月22日 | 創立50周年記念式典 | |
| 1993年（平成5年） | 4月1日 | 加齢医学研究所へ改組 遺伝子導入研究分野、神経機能情報研究分野、基礎加齢神経研究分野（客員）新設 | 5研究部門、16研究分野 |
| 6月1日 | 第100回集談会開催（所内研究会） | ||
| 1997年（平成9年） | 4月1日 | 癌細胞保存施設を附属医用細胞資源センターへ改組 | 16研究分野、1附属施設 |
| 1998年（平成10年） 1999年（平成11年） |
10月21日 2月8日 |
外部評価（高久史麿委員長） | 1999年（平成11）3月報告書発行 |
| 1998年（平成10年） | 12月7日 | 遼寧省腫瘤病院・遼寧省腫瘤研究所（中国）と部局間学術交流協定を締結 | |
| 2000年（平成12年） | 4月1日 | 附属病院の廃止、医学部附属病院との統合（＊医療機関としての加齢医学研究所附属病院は、学内措置で平成12年9月30日まで存続） | 内科→遺伝子・呼吸器内科 外科→呼吸器外科 化学療法科→腫瘍内科 小児科→小児腫瘍科 放射線科→加齢核医学科 |
| 2001年（平成13年） | 4月1日 | 生命科学研究科の基幹講座、協力講座として参画 | 基幹1（仲村）、協力3（佐竹、帯刀、松崎） |
| 旧病院棟の改修（プロジェクト総合研究棟） | 2002年（平成14年）3月25日完成 | ||
| 2003年（平成15年） | 4月1日 | 臨床医工学（フクダ電子）寄附研究部門設置 | 2008年（平成20年）3月31日設置期間満了 |
| 7月18日 | スモレンスクステートメディカルアカデミー（ロシア）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 10月1日 | 東北大学病院設置 | 歯学部附属病院の統合 | |
| 2004年（平成16年） | 4月1日 | 国立大学法人東北大学に移行 | |
| 附属ゲノムリサーチセンター設置 | 16研究分野、2附属施設 | ||
| 2006年（平成18年） | 4月1日 | 脳機能開発研究分野設置 | 17研究分野、2附属施設 |
| 2007年（平成19年） | 1月16-17日 | 外部評価（鶴尾隆委員長）（法人化後3年間の中間評価） | 2007年（平成19年）3月報告書発行 |
| 4月1日 | 新教員制度施行 | ||
| 抗感染症薬開発寄附研究部門設置 | |||
| 4月19日 | 臨床研究分野の医学部への統合検討 | ||
| 4月 | ブレイン・ダイナミクス研究棟竣工 | ||
| 2008年（平成20年） | 1月1日 | 加齢老年医学研究分野設置 | 18研究分野、2附属施設 |
| 3月11日 | キューバニューロサイエンスセンター（キューバ）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 3月31日 | 呼吸器腫瘍研究分野廃止 | 17研究分野、2附属施設 | |
| 4月1日 | 認知機能発達（公文教育研究会）寄附研究部門設置 | ||
| 臨床医工学研究分野（客員）設置 | 18研究分野、2附属施設 | ||
| 4月 | ブレイン・イメージング研究棟竣工 | ||
| 実験研究棟改修 | 2009年（平成21年）3月25日完成 | ||
| 5月28日 | マサリク大学医学部（チェコ）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 7月1日 | 加齢生体防御学研究分野設置 | 18研究分野、2附属施設（発達病態研究分野の名称変更） | |
| 2009年（平成21年） | 3月23日 | 「AARP」（旧全米退職者協会、米国ワシントン）と包括的学術協定を締結 | |
| 4月1日 | 遺伝子実験センター設置（全学施設） | ||
| 加齢ゲノム制御プロテオーム（DNA修復）寄附研究部門設置 | |||
| 6月25日 | 加齢医学研究拠点（単独型共同利用・共同研究拠点）に認定 | 有効期間：2010年（平22年）4月1日〜2016年（平28年）3月31日 | |
| 10月1日 | 附属スマート・エイジング国際共同研究センター設置 | 18研究分野、3附属施設 | |
| 2010年（平成22年） | 2月19日 | 仙台市教育委員会と組織的連携協力に関する協定を締結 | |
| 3月1日 | 基礎加齢研究分野設置 | 19研究分野、3附属施設 | |
| 3月31日 | 臨床医工学研究分野（客員）廃止 | 18研究分野、3附属施設 | |
| 4月1日 | 3研究部門へ改組 | 3研究部門、18研究分野、3附属施設 | |
| 6月8日 | マギル大学モントリオール神経研究所（カナダ）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 10月14日 | 基礎加齢神経研究分野（客員）廃止 | 17研究分野、3附属施設 | |
| 11月1日 | イン・シリコ解析研究分野設置 | 18研究分野、3附属施設 | |
| 2011年（平成23年） | 2月15日 | スマート・エイジング国際共同研究センター棟竣工 | |
| 3月1日 | 分子腫瘍学研究分野設置 | 19研究分野、3附属施設 | |
| 3月31日 | 遺伝子機能研究分野廃止 分子発生研究分野廃止 附属ゲノムリサーチセンター廃止（代謝制御分野に転換） |
17研究分野、2附属施設 | |
| 4月1日 | 代謝制御分野設置 プロジェクト研究推進分野設置 |
19研究分野、2附属施設 | |
| 7月1日 | 高齢者薬物治療開発研究部門が発足 | ||
| 7月21日 | トリノ大学（イタリア）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 11月28-29日 | 創立70周年記念式典、国際シンポジウム | ||
| 2012年（平成24年） | 4月12日 | ユヴァスキュラ大学（フィンランド）と部局間学術交流協定を締結 | |
| 9月26日 | コペンハーゲン大学ヘルシーエイジング研究センター（デンマーク）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 11月5日 | 西南大学心理学部（中国）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 2013年（平成25年） | 3月31日 | 遺伝子情報研究分野廃止 分子神経研究分野廃止 |
17分野、2附属施設 |
| 4月1日 | 遺伝子発現制御分野設置 | 18分野、2附属施設 | |
| 7月15日 | テマセック・ポリテクニック（シンガポール）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 2014年（平成26年） | 3月31日 | 免疫遺伝子制御研究分野廃止 | 17分野、2附属施設 |
| 4月1日 | 腫瘍生物学分野設置 | 18分野、2附属施設 | |
| 4月15日 | マッコーリー大学・オーストラリアン・スクール・オブ・アドバンスト・メディシン（オーストラリア）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 2015年（平成27年） | 4月1日 | 附属非臨床試験推進センター設置 | 18分野、3附属施設 |
| 非臨床試験推進分野設置 | 19分野、3附属施設 | ||
| ユビキタスセンサー研究分野設置 | 20分野、3附属施設 | ||
| 呼吸不全電子医学分野設置 | 21分野、3附属施設 | ||
| 応用脳科学研究分野設置 | 22分野、3附属施設 | ||
| 2016年（平成28年） | 1月14日 | 加齢医学研究拠点（共同利用・共同研究拠点）に再認定 | 認定の有効期間：平成28年4月1日～平成34年3月31日 |
| 5月25日 | アラブ首長国連邦大学医学健康科学部（UAE）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 9月14日 | レディング大学心理学・臨床言語科学部（イギリス）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 10月1日 | スマート・エイジング学際研究重点拠点の開所 | ||
| 2017年（平成29年） | 2月14日 | シドニー大学（オーストラリア）と部局間学術交流協定を締結 | |
| 3月31日 | 附属スマート・エイジング国際共同研究センター廃止 | 22研究分野、2附属施設 | |
| 代謝制御分野廃止 | 21分野、2附属施設 | ||
| 病態臓器構築分野廃止 | 20分野、2附属施設 | ||
| 高齢者薬物治療開発寄付研究部門廃止 | 19分野、2附属施設 | ||
| 4月1日 | スマート・エイジング学際研究重点拠点から、スマート・エイジング学際重点研究センターへ改組 | ||
| 脳機能開発研究分野廃止 | 18分野、2附属施設 | ||
| 人間脳科学研究分野設置 | 19分野、2附属施設 | ||
| 5月10-26日 | 創立75周年記念、東北大学 知のフォーラム | ||
| 5月10日 | ベルゲン大学（ノルウェー）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 12月19日 | カスティーリャ・ラ・マンチャ大学（スペイン）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 2018年（平成30年） | 3月31日 | 抗感染症薬開発寄附研究部門廃止 | 18分野、2附属施設 |
| 12月1日 | 認知健康科学研究分野設置 | 19分野、2附属施設 | |
| 12月18日 | 長庚大学健康加齢研究所(台湾)と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 2019年（平成31年） | 1月1日 | 生体代謝制御学分野設置 | 20分野、2附属施設 |
| 3月31日 | 腫瘍循環研究分野廃止 | 19分野、2附属施設 | |
| 10月10日 | 環境ストレス老化研究センター設置 | 19分野、3附属施設 | |
| 7月8日 | 国立中正大学高齢社会創造研究センター（台湾）と部局間学術交流協定を締結 | ||
| 10月1日 | モドミクス医学分野設置 | 20分野、3附属施設 | |
| 2021年（令和3年） | 4月1日 | 環境ストレス老化研究センターから附属環境ストレス老化研究センターへ改組 | |
| 機能画像医学研究分野と老年医学分野を臨床加齢医学研究分野に統合 | 19分野、3附属施設 | ||
| 10月1日 | 生体情報解析分野設置 | 20分野、3附属施設 | |
| 統合生理学研究分野設置 | 21分野、3附属施設 | ||
| 12月17日 | 創立80周年記念植樹 | ||
| 2022年（令和4年） | 6月1日 | 認知行動脳科学研究分野設置 | 22分野、3附属施設 |
| 2023年（令和5年） | 3月31日 | 認知機能発達（公文教育研究会）寄附研究部門廃止 | 21分野、3附属施設 |
| 3月31日 | 認知症治療医薬開発寄附研究部門廃止 | 20分野、3附属施設 | |
| 8月31日 | 認知健康科学研究分野廃止 | 19分野、3附属施設 | |
| 12月31日 | 生体代謝制御学分野廃止 | 18分野、3附属施設 | |
| 2024年（令和6年） | 3月31日 | 腫瘍循環研究分野廃止 | 17分野、3附属施設 |
| 臨床腫瘍学研究分野廃止 | 16分野、3附属施設 | ||
| 神経機能情報研究分野廃止 | 15分野、3附属施設 | ||
| 2025年（令和7年） | 3月31日 | 基礎加齢研究分野廃止 | 14分野、3附属施設 |
| 7月1日 | 加齢生物学分野設置 | 15分野、3附属施設 | |
| 8月11日 | カロリンスカ研究所（Departmentof Neurobiology, Care Sciences and Society (NVS)）（スウェーデン）と部局間学術交流協定を締結 | ||