Институт геофизики НАН Украины был создан 23 декабря 1960 года в городе Киеве в результате объединения геофизической лаборатории и магнитной станции Института геологических наук АН УССР, геофизических отделов и станций Института геологии полезных ископаемых АН УССР и Сейсмического сектора АН УССР.
Основателем и первым директором Института (с 1960 по 1976 год) был выдающийся геофизик Сергей Субботин. В память о нем Институту геофизики в 1978 году присвоено его имя, а 13 июля 1981 года на фасаде здания Института геофизики была открыта мемориальная доска с бронзовым скульптурным портретом академика. С 1998 года в Национальной академии наук Украины учреждена премия имени Субботина.
В области физики Земли большим достижением стала разработка Субботиным в 1954-1975 годах фундаментальной теории тектонических движений и механизма формирования структур земной коры. Эта теория объясняет с позиций современной физики причины вертикальных и горизонтальных движений литосферы, а также образование структур, которые возникают при этом. Она изложена в его книгах "Мантия Земли и тектогенез" (1968) и "Процессы в верхней мантии Земли и связь с ними строения земной коры" (1964).
С 1962 года Институт начал ежегодно издавать "Геофизический сборник", реформированный с середины 1979 года в "Геофизический журнал", выходящий с периодичностью 6 номеров в год.
В 1963 году в Институте создана Комплексная геофизическая обсерватория (КГО). В ее задачи входило изучение вариаций геомагнитного, геоэлектрического и гравитационного полей, состояния ионосферы и сейсмичности Украины. В 1964 году в состав Института была включена Полтавская гравиметрическая обсерватория.
С 1964 года Институт начал принимать участие в морских геофизических экспедициях. В 1966 году Институт физики Земли АН СССР передал Институту геофизики АН УССР крымские сейсмические станции: "Алушта", "Симферополь", "Феодосия" и "Ялта".
В 1975 году было организовано новое крупное подразделение - Сектор геодинамики взрыва. Авария на Чернобыльской АЭС 1986 года внесла коррективы в работу коллектива Института. Многие сотрудники принимали участие в проведении контроля радиоактивного загрязнения людей, территории, транспорта, продуктов питания. Начаты работы по сейсмоакустическому контролю объектов ЧАЭС.
С 1995 года Институт принимает участие в научных исследованиях, проводимых Украиной в Антарктике (после передачи Великобританией научной станции "Фарадей" Украине).
В 1997 году был создан Межведомственный научно - исследовательский хозрасчетный центр геодинамических исследований, главной задачей которого является выполнение исследований, требующих координации с подразделениями НАН Украины, Министерства энергетики Украины и Главного управления геодезии, картографии и кадастра при кабинете министров Украины.
Результаты научных исследований сотрудников института отображены в многочисленных публикациях и находят широкое применение в различных производственных организациях. Работы украинских геофизиков хорошо известны за рубежом. Многие сотрудники института за научные достижения имеют государственные и другие награды.
В настоящее время в ИГФ работает 533 сотрудника, в их числе: 1 академик и 3 члена-корреспондента НАН Украины, 29 докторов и 75 кандидатов наук.