ХХ ғасырдың 50-ші жылдарының басында-ақ Қазақстан ғалымдары ядролық физика саласындағы іргелі және қолданбалы ғылыми зерттеулерді дамыту мен атом энергиясын республиканың халық шаруашылығында пайдалану қажеттілігін түсінді. Қазақ КСР Ғылым Академиясының президенті, академик Қаныш Имантайұлы Сәтбаев КСРО Министрлер Кеңесі мен КОКП ОК жолдауында: «Қазақстанның өндіруші күштерінің орасан зор кеңеюі Қазақстанда ғылымды тиісті түрде күшейтуді және бірінші кезекте өнеркәсіптің, ауыл шаруашылығының және денсаулық сақтау саласының барлық буындарына ядролық физиканың соңғы жетістіктерін енгізуді талап етеді» деп атап өткен.
Қаныш Имантайұлының ұстанымын Игорь Васильевич Курчатов және Қазақстанның көптеген танымал физик-ғалымдары қолдады. Олардың ұсыныстары КСРО мен Қазақ КСР Үкіметтері тарапынан да қолдау тапты. Қазақ КСР Ғылым Академиясының төралқасы 1957 жылғы 25 шілдеде №14/4 Қазақ КСР Ғылым академиясының Физика-техникалық институты базасында Ядролық физика институтын құру туралы Қаулы шығарды.
FFОсы қаулымен Ядролық физика институты директорының міндетін атқарушы болып Ж.С. Тәкібаев бекітілді. Қазақ КСР Ғылым академиясы Төралқасының 1958 жылғы 12 маусымдағы №49 Қаулысымен академик Г.Д. Латышев директор болып тағайындалды, ол бұл лауазымда 1965 жылға дейін қызмет атқарды.
Ядролық физика институтын құру бойынша жұмыстар оның құрылымын анықтаудан басталды. Қазақ КСР Ғылым Академиясында институттардан Биология ғылымдары бөлімшесін, Жер туралы ғылым бөлімшесін және басқа да бөлімшелердің зертханаларын Институт құрамына енгізу жөніндегі көзқарастағы жақтаушылар болды. Дегенмен, Ядролық физика институты қатаң физикалық бейінде болуы керек деген шешім қабылданды. Нәтижесінде құрылымға келесілер енгізілді:
✓ реакторлар физикасы секторы, оның құрамында: нейтрондық физика зертханасы, радиохимиялық зертхана, реакторға қызмет көрсету бөлімі;
✓ зертханалары бар жоғары энергиялы бөлшектер физикасы секторы: жоғары энергиялы бөлшектер, ғарыштық сәулелер;
✓ зертханалары бар атомдық ядролар физикасы секторы: ядролық реакциялар, радиоактивті сәулелену, ядролық спектроскопия, ядролық резонанс және циклотронға қызмет көрсету бөлімі;
✓ теориялық физика бөлімі және есептеу зертханасы бар теориялық физика секторы;
✓ зертханалары бар техникалық физика секторы: электроника және автоматика, спектрлік талдау, криогендік, эксперименттік аспап жасау;
✓ қолданбалы ядролық физика секторы, оның құрамында бірқатар зертханалар құру жоспарланған: медицинада, металлургияда және тау-кен ісінде ядролық физика әдістерін қолдану.
Ядролық физика институтының дамуына қарай оның құрылымы да өзгерді: секторлар бөлімдермен, орталықтармен ауыстырылды, жаңа зертханалар ашылып, ескі зертханалар қайта құрылды.
