为贯彻党中央、国务院推进天津滨海新区开发开放的战略部署，培育新的经济增长点，带动我国生物技术和医药产业的跨越发展，2006年6月26日，科技部与天津市签署了《国家科技部、天津市政府共建国家生物医药国际创新园的议定书》。2007年6月26日，科技部、商务部、卫生部、国家食品药品监督管理局与天津市人民政府在滨海新区举行新闻发布会，正式对外宣布了“四部一市”共建国际创新园的意见。2009年6月25日，中共中央政治局委员、国务委员刘延东在中共中央政治局委员、天津市委书记张高丽，科技部党组书记、副部长李学勇，天津市委副书记、市长黄兴国等领导的陪同下为联合研究院揭牌，标志着联合研究院由筹建阶段正式进入到运营阶段。
作为国家生物医药国际创新园核心和标志的天津国际生物医药联合研究院率先启动建设，由天津市政府投资11亿元，其中5亿元由天津经济技术开发区管委会筹措，用于基本建设；6亿元由中央财政转移支付滨海新区建设的资金中列支，用于技术平台的建设和运行。研究院建设选址在天津经济技术开发区黄海路与十三大街交口，占地300余亩，规划建筑面积35万平米，7万平米的一期工程大楼已于2009年6月份投入使用，包括实验大楼、综合服务楼等。其中实验大楼南楼15层，北楼19层，建筑面积5.5万平米，拥有70余个实验室，配备了齐全的、现代化的仪器设备，能够充分满足技术平台建设以及进驻联合研究院的研发团队需要。
为了保障联合研究院“联合、开放、流动”，联合研究院联合国内重点研究院所、海内外创新研发团队，与国际接轨，参照知名跨国医药集团研发中心的模式，实行理事会领导下的院长负责制。2006年12月19日，在建设工程奠基仪式上，徐冠华部长和戴相龙市长向首任院长饶子和院士、专家咨询委员会主任陈竺院士及9位副院长颁发聘书。同时又通过全球招聘，正式选聘了赵宇、周泽奇、张耀洲三位专职副院长，2009年6月南开大学选派2名挂职副院长到位,共同组成了日常工作班子，全力推动联合研究院各项建设工作。
在科技部、卫生部领导的支持下，在天津市科委的具体组织下，联合研究院充分发挥自身体制机制和海外人才技术优势，并联合天津市优秀产学研单位，共同申报并承担了国家创新药重大专项的“综合性大平台课题”。围绕课题任务，在联合研究院研发大楼内建设4个核心技术平台，并依托天津市优势产学研机构建设7个支撑技术平台。支撑技术平台均在联合研究院大楼内设立“窗口”办公室。通过这种方式，以联合研究院为核心，建设了“标准化、系列化、国际化”的新药研究技术服务体系，为吸引更多的优秀海外人才项目创造良好条件，使滨海新区成为我国生物医药创新和产业化的最重要的聚集区。
联合研究院始终把引进海内外优秀人才和项目作为头等大事来抓，诚挚邀请海内外生物医药领域的优秀人才携带药物、疫苗、临床检测试剂、医疗器械等生物医药领域的知识产权清晰的研发和产业化项目来此发展，联合研究院将通过一站式、一条龙的完善的服务体系和专业的公共技术服务平台，加速从新药发现到产业化的进程。
2009年1月，天津市人才工作领导小组授予联合研究院“天津市海外高层次人才创新创业基地”称号；2009年6月，中央人才工作协调小组授予联合研究院“第二批海外高层次人才创新创业基地”称号。
联合研究院将按照“政府搭台、市场机制；国有资产、企业运行；不设围墙、开放联合；国际合作、多边认证”的“滨海模式”，努力建设成为优秀人才集聚和培养中心，生物医药技术研发的领航区和标志区，天津及环渤海地区生物医药产业的创新源头，国内领先、世界知名的生物医药创新基地，引领和带动环渤海地区乃至全国生物医药产业的跨越式发展。