НИИ нейронаук был открыт в январе 2016 года с целью поддержки нейронаучных исследований и создания общей материально-технической базы для расширения возможностей ученых в реализации идей и задач. НИИ нейронаук проводит широкий круг исследований в области нейронаук – от молекулярно-клеточной нейробиологии до когнитивных исследований и нейроэлектроники.
НИИ нейронаук появился на основе Нижегородского нейронаучного центра, организованного под руководством доктора физико-математических наук Казанцева Виктора Борисовича. Другой важной структурой, принимавшей участие в становлении НИИ, была кафедра нейротехнологий ИББМ, которая до сих пор тесно переплетена с институтом нейронаук. Также в состав НИИ нейронаук входит центр генетических коллекций SPF-вивария.
Большую роль в развитии нейронаук в Нижнем Новгороде и в последующем в создании НИИ нейронаук сыграли выдающийся российский ученый Александр Эдуардович Дитятев, работавший в то время в Итальянском институте технологий (Генуя, Италия); российский ученый, выпускник ННГУ, успешно работающий за рубежом доктор наук Алексей Васильевич Семьянов; профессор ПИМУ, доктор биологических наук Ирина Васильевна Мухина. Вклад этих ученых позволил выйти на новый уровень исследований в нейробиологии и успешно взаимодействовать с зарубежными коллегами.
Помещения НИИ нейронаук располагаются в здании 7-го корпуса ННГУ, а также в здании ЦИРиМП.