始建於1987年，1989年通過驗收並正式開放運行，是國內最早進行分子病毒學基因工程研究的國家重點實驗室，連續多次被評為優秀國家重點實驗室。目前實驗室主任為金奇研究員。
實驗室主要從事分子病毒學和病毒基因工程的應用基礎研究。其研究方向為：
（1）研制防治嚴重病毒病和病毒相關惡性腫瘤的生物技術藥物；
（2）重要病毒的基因組和蛋白質結構與功能；
（3）病毒基因組表達的調節與控制；
（4）病毒元件與病毒載體。
目前主要研究內容包括：
（1）病毒相關新型細胞因子基因工程；
（2）防治病毒病的新型疫苗與抗體工程；
（3）病毒基因組結構與功能，病毒載體；
（4）病毒核酸芯片等診斷技術；
（5）重要病毒的分子流行病學；
（6）病毒及其它微生物的比較基因組學。為適應國家對重大傳染性疾病的防治需求，重點實驗室將對細菌和 真菌性疾病及其他病原的研究進行調整補充。
建室以來，實驗室取得了壹系列重大科研成果：
（1）在基因組工程研究方面,完成了最大的動物病毒?我國痘苗病毒天壇株以及禽腺病毒、腸道病毒71等基因組全序列的測定與分析之後，又在國際上首先完成引起我國常見病痢疾的病原菌、福氏痢疾桿菌2a基因組的全序列測定與分析；
（2）在國際上首先發現並證明大腸桿菌增強子樣序列，並利用這項發現應用於基因工程藥物的開發研究,研制成功兩種通用性強的新型大腸桿菌高效表達載體，成為國內基因工程室最常用的生物材料之壹；
（3）在抗病毒研究方面，研制成功基因工程人α型幹擾素系列產品，成為我國第壹批投放市場的高新技術產品，其中a1b型幹擾素系I類新藥，屬我國首創，用於治療我國常見病、多發病；
（4）在中藥抗病毒的研究方面，首次發現中藥黃芪的抗病毒感染作用，並闡明了黃芪與幹擾素在抗病毒作用上的協同作用。
實驗室先後獲得省部級以上獎項40余項，其中國家科技進步壹等獎1項，國家科技進步二等獎7項，國家自然科學二等獎1項，國家發明三等獎1項，國家自然科學四等獎1項，衛生步科技進步壹等獎10項；先後獲新藥證書9個；在國內外包括《Cell》、《Science》等著名學術刊物上發表科研論文近500余篇、專著10余冊，專利50余項，培養博士研究生百余人。