El Departamento de Genética y Biología Molecular del Cinvestav fue establecido formalmente en 1975. Hasta ese momento sus integrantes estaban adscritos al departamento conocido como Genética y de Biología Celular, instituido a finales de la década de 1960; pero debido al desarrollo e importancia de ambos grupos académicos, la institución decidió dividir el grupo para formar dos departamentos independientes. 

Fue así que se propuso en 1971 la creación del Departamento de Genética, conformado en un inicio por ocho investigadores, quienes abrieron nuevas líneas de investigación, entre ellas la biología molecular, razón por la que en 1975 pasó a llamarse Departamento de Genética y Biología Molecular. Desde ese momento hasta la fecha ha pasado por un proceso de consolidación académica.

Si bien en un principio la investigación realizada se orientaba principalmente a aspectos moleculares en bacterias hongos y bacteriófagos, una nueva generación de investigadoras e investigadores incorporados al Departamento orientó sus líneas a estudios moleculares de células tumorales parásitos, virus, genética de poblaciones del dengue, enriqueciendo así la diversidad científica.

Actualmente el Departamento de Genética y Biología Molecular cuenta con 14 investigadoras e investigadores titulares, 13 ubicadas y ubicados en el campus Zacatenco y otro más en Cinvestav Sede Sur.