I když 2. lékařská fakulta vznikla (jako Fakulta dětského lékařství) z původní lékařské fakulty (založené 7. dubna 1348 spolu s celou pražskou univerzitou) oddělením pediatrické části 1. září 1953, fyziologie byla spolu s dalšími tzv. teoretickými předměty až do roku 1990 vyučována na Fyziologickém ústavu (založeném J. Ev. Purkyněm už roku 1850) původní jediné lékařské fakulty, nyní 1. LF.
Velmi rychle po Sametové revoluci, začátkem roku 1990, využila naše fakulta zrušení vojenských kateder pražských vysokých škol a tedy i uvolnění jejich prostor v Motole - hned vedle klinické základny fakulty - a zřídila základnu teoretickou, jejímž jádrem byl nově ustavený samostatný Ústav fyziologie. Naprosto klíčovou roli při obém sehrál prof. MUDr. Jan Herget, DrSc. (16. 3. 1945 - 14. 3. 2019), který vedl Ústav od počátku až do roku 2014.
Hlavním vědeckým zájmem Ústavu bylo po celou tuto dobu téma plicní cirkulace a plicní hypertenze, i když po příchodu prof. MUDr. Gustava Brožka, DrSc. (26. 3. 1943 - 30. 4. 2002) až do jeho předčasné smrti úspěšně působila i sekce neurovědní. Po pětiletém působení prof. Václava Hampla v čele Ústavu převzal vedení v roce 2019 prof. Přemysl Jiruška, který m.j. obnovil silný neurofyziologický výzkum.
Za dobu své samostatné existence publikoval Ústav více než stovku původních vědeckých prací v mezinárodních odborných časopisech (s impakt faktorem) či v monografiích. Organizoval několik mezinárodních vědeckých konferencí a na mnoha dalších prezentoval své výsledky.
Sídlo ústavu bylo po celou dobu jeho existence v bývalém areálu vojenské přípravy vysokoškolských studentů v Motole. Po požáru jedné ze starých budov v roce 2004 bylo rozhodnuto o výstavbě budovy nové. Ta byla dostavěna a otevřena v roce 2011.
V roce 2019 byla dokončena rozsáhlá přístavba, do které se přestěhovaly teoretické ústavy 2. lékařské fakulty, včetně našeho (na obrázku úplně vpravo vedle "Žížaly").
Zakladatelem a prvním přednostou Ústavu fyziologie byl prof. MUDr. Jan Herget, DrSc. (16. 3. 1945 - 14. 3. 2019). Jeho specializace na plicní cirkulaci výrazně definovala zaměření ústavu. Do roku 2002 byl na ústavu souběžně prováděn i výzkum neurovědní pod vedením prof. MUDr. Gustava Brožka, DrSc.
Mezi jeho žáky patřil i současný přednosta ústavu, profesor Jiruška. Nástupcem profesora Hergeta se ještě před jeho smrtí stal jeho dlouholetý spolupracovník, někdejší rektor Univerzity Karlovy, prof. RNDr. Václav Hampl, DrSc.
Ten se v roce 2019 vedoucí pozice vzdal ve prospěch práce v Senátu Parlamentu ČR (2014-2020), zůstávaje nicméně stále aktivním zaměstnancem ústavu.
Na jaře roku 2019 byl vedením ústavu pověřen prof. MUDr. Přemysl Jiruška, PhD. Do ústavu se s ním vrátil neurovědní směr, konkrétně výzkum epilepsie. V témže roce proběhlo i stěhování do nové budovy.
