Le Laboratoire de physique nucléaire de l'Université de Montréal ouvre officiellement ses portes en 1967 après deux ans de préparatifs. À ses débuts, son occupation principale est l'étude de la spectroscopie nucléaire. Toutefois, entre 1969 et 1971, il procède à une diversification de ses activités et développe la technologie PIXE (Particle Induced X-ray Emission) qui se définit par l'étude d'éléments en traces. De plus, grâce au développement d'une expertise en électronique et en usinage, son équipe technique entreprend la construction de composantes électroniques et de détecteurs.

En 1972, les recherches menées par le professeur Taras au Laboratoire provoquent une redéfinition de la physique nucléaire pure; elle se traduit dorénavant par l'étude des ions lourds à haut spin. En 1997, le Laboratoire de physique nucléaire change son nom pour devenir le Laboratoire René-J.-A.-Lévesque. Cette décision s'inscrit dans le changement de vocation du Laboratoire qui ne consent presque plus à des recherches sur la physique nucléaire, la physique des particules et la physique des matériaux constituant maintenant sa double vocation.

Depuis sa création, le Laboratoire de physique nucléaire a été dirigé par René J.A. Lévesque 1965-1969, Pierre Depommier 1969-1982, Louis Lessard 1982-1991 (directeur intérimaire de septembre 1982 à septembre 1983) et Claude Leroy 1991-.