Em 1954, é criada a Junta de Energia Nuclear (JEN), na dependência directa do Presidente do Conselho de Ministros (Decreto-Lei nº 39 580, de 29 de Março de 1954), com dois grandes objectivos: (1) prospecção e exploração de minérios de urânio e (2) realização de actividades de I&D no domínio das aplicações pacíficas da energia nuclear. Para concretizar o segundo objectivo, foi decidido criar o Laboratório de Física e Engenharia Nucleares (LFEN), em Dezembro de 1955.

Em Junho de 1956, foram encomendados dois aceleradores de partículas – um Van de Graaff de 2 MeV e um Cockroft-Walton de 0,6 MeV –, que chegaram a Portugal em 1957.

Ainda em Junho de 1956, foram consultadas 36 firmas, tendo em vista a aquisição de um reactor nuclear de investigação com a potência de 1 MW. O contrato para o respectivo fornecimento foi celebrado com a AMF Atomics Inc., em 3 de Julho de 1957, por cerca de 400 000 dólares americanos.

A construção do edifício e a aquisição do equipamento de uma instalação piloto para produção de urânio metálico foram adjudicadas no início de Outubro de 1958 e os trabalhos ficaram concluídos em 1960.

Para instalar os serviços do LFEN, a JEN adquiriu, em Setembro de 1956, por 5500 milhares de escudos (cerca de 1,7 milhões de euros, na actualidade), os terrenos da Quinta dos Remédios, a 2 quilómetros de Sacavém. O Laboratório começou a ser construído em meados de 1957, sob a responsabilidade do arquitecto António Lino e do engenheiro Arthur Bonneville Franco. O seu custo total (terreno, edifícios e equipamentos) foi de 75 650 milhares de escudos (22 milhões de euros), incluindo uma contribuição de 350 000 dólares americanos (cerca de 3 milhões de euros) do Governo dos EUA.

O primeiro director-geral do LFEN foi Carlos Cacho, que desempenhou as suas funções desde Janeiro de 1959 até Fevereiro de 1975. Na fase de construção do Laboratório, Carlos Cacho foi excelentemente apoiado por Fernando Videira, Júlio Galvão e Ricardo Cabrita.

A JEN foi extinta em 1 de Outubro de 1979, com a entrada em vigor da lei orgânica do Laboratório Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (LNETI), no qual o LFEN foi integrado.

Em meados de 1985, a organização do LNETI foi alterada, tendo sido criado o Instituto de Ciências e Engenharia Nucleares (ICEN), um dos quatro institutos do Laboratório. O ICEN tinha a seu cargo efectuar e promover actividades de I&D e de formação em dois domínios: (1) engenharia dos reactores nucleares e (2) aplicações das ciências e tecnologias nucleares para fins não-energéticos.

Em Outubro de 1992, o LNETI foi transformado no Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI), no qual o ICEN se manteve provisoriamente até ao final de 1994 (sujeito às medidas previstas no artigo 3º do Dec-Lei nº 240/92, de 29 de Outubro).

"Consciente da importância da manutenção de um serviço como o ICEN, para o desenvolvimento de um país moderno, pela preservação e desenvolvimento dos conhecimentos técnicos e científicos adquiridos neste domínio, de grande relevância para diversos sectores como a educação, indústria, agricultura, saúde e ambiente (...)", o Governo decidiu criar o Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN), integrado no Ministério do Planeamento e Administração do Território (Dec-Lei nº 324-A/94, de 30 de Dezembro). Cerca de um ano depois, o ITN foi integrado no Ministério da Ciência e Tecnologia (Decreto-Lei nº 296-A/95, de 17 de Novembro), mas tarde decominado Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior.

Em Outubro de 1998, foi criado o Departamento de Protecção Radiológica e Segurança Nuclear do ITN (Unidade  de Protecção e Segurança Radiológica, desde 2008).

Em 2011, o ITN foi integrado no Ministério da Educação e Ciência (por força do Decreto-Lei nº 86-A/2011, de 12 de Julho).

Desde Junho de 1999 que este é o principal interlocutor nacional com organismos internacionais que actuam na área da energia nuclear.

Finalmente, por força do Decreto-lei nº 29/2012 (aprovado em Conselho de Ministros de 22 de Dezembro de 2011), a missão e as atribuições do Instituto Tecnológico e Nuclear, I. P., transitam para o Instituto Superior Técnico, instituição de ensino superior pública, integrada na Universidade Técnica de Lisboa, à qual caberá assegurar a prossecução das actividades e a prestação do serviço público atribuída àquele instituto público, nomeadamente na área da investigação científica, da inovação e desenvolvimento tecnológicos, da formação avançada, da especialização e aperfeiçoamento profissional, da cooperação com outras instituições científicas e tecnológicas, nacionais ou estrangeiras, no domínio das aplicações pacíficas das tecnologias nucleares e da protecção e segurança radiológica. O presente diploma, revoga o Decreto-Lei nº 156/2007, de 27 de Abril, e a Portaria nº 554/2007, de 30 de Abril (09FEV). O extinto instituto passará a ser representado pela estrutura IST/Instituto Tecnológico e Nuclear (IST/ITN).

A cerimónia de inauguração do novo Campus Tecnológico e Nuclear, Pólo de Loures do IST, teve lugar no dia 5 Julho de 2012 e contou com a presença do Presidente do IST, Prof. Arlindo Oliveira, do Presidente da Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Prof. Miguel Seabra, do Reitor da Universidade Técnica de Lisboa, Prof. António Cruz Serra, do Presidente da Câmara de Loures, Eng. Carlos Teixeira, e da Senhora Secretária de Estado da Educação e Ciência, Prof.ª Leonor Parreira.