Tas ir viens no senākajiem fizikas pētījumu centriem Latvijā un kopš dibināšanas mainījies līdzi laikam. Ja sākumā galvenie zinātniskā darba virzieni bija jonu kristālu, stiklveida materiālu, segnetoelektrisko materiālu un amorfo pusvadītāju fundamentālie pētījumi, mēraparatūras izstrāde cietvielu fizikas eksperimentu automatizācijai, tad šobrīd galvenie un starptautiski nozīmīgie pētījumu virzieni ir fotonika, plānās kārtiņas, maza izmēra struktūras un sensori, enerģētika, kā arī medicīnas tehnoloģijas un mikrofluīdika.
Lai arī Latvijā aktīvi pētījumi cietvielu fizikā notika jau pēc Otrā pasaules kara, par CFI pirmsākumiem uzskatāma 1960. gadā LU (tolaik – Latvijas Valsts Universitātē (LVU)) izveidotā Pusvadītāju fizikas problēmu laboratorija un 1968. gadā izveidotā Segnetoelektriķu un pjezoelektriķu fizikas problēmu laboratorija. Sākotnēji tās abas atradās LU galvenajā ēkā Raiņa bulvārī 19, taču, ievērojami pieaugot zinātnisko darbinieku un studentu skaitam, telpas kļuva par šauru. Radās iecere uzbūvēt atsevišķu laboratoriju korpusu, kur tiktu izvietotas abas laboratorijas, kā arī Pusvadītāju fizikas katedra. Rezultātā 1975. gadā Ķengaragā, Daugavas krastā, tika uzcelts laboratoriju korpuss – "Mācību un zinātniskais komplekss". Uz tā bāzes 1978. gada 24. februārī tika dibināts LVU zinātniski pētnieciskais Cietvielu fizikas institūts.