Тут вперше в СРСР у 1932 році було здійснено розщеплення ядра атома літію, отримані рідкі водень і гелій, збудовано перший три¬координатний радіолокатор, проведені три перші в колишньому СРСР конференції з теоретичної фізики. Інститут став родоначальником високовакуумної техніки в СРСР, на основі якої згодом було розвинуто новий фізико-технологічний напрямок – ваку¬умна металургія. В післявоєнні роки ХФТІ став одним з активних учас¬ників робіт з використання атомної енергії в СРСР, пізніше інститут включився в розв’язання проблеми керованого термоядерного синтезу. В ХФТІ побудована велика кількість унікальних експериментальних установок, які набули статусу національного надбання України.
Указом Президента України інституту в 1993 році був наданий статус першого в Україні Національного наукового центру (ННЦ ХФТІ), до складу якого увійшли п’ять інститутів.
В 2004 році ННЦ ХФТІ увійшов до складу Відділення ядерної фізики та енергетики НАН України.
До складу Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» входять:
• Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій
• Інститут фізики плазми
• Інститут фізики високих енергій та ядерної фізики
• Інститут плазмової електроніки і нових методів прискорення
• Інститут теоретичної фізики ім. О. І. Ахієзера

• Харківська філія “ДІПРОУЗ” Державного підприємства “Виробничо-будівельне об’єднання”