Лаборатория была создана по инициативе академика Н. Н. Бурденко в феврале 1945 г. Главными задачами лаборатории являлись изучение микробного фактора гнойных осложнений военных ранений головного мозга и разработка, совместно с клиницистами, наиболее эффективных методов применения антибиотиков для лечения инфекционных процессов черепно-мозговой локализации. Первым руководителем лаборатории была доктор медицинских наук В. И. Штуцер, с 1964 г. - доктор медицинских наук В. Ф. Имшенецкая, а с 2007 г. - кандидат медицинских наук И. А. Александрова.
В последние годы в связи с широким распространением антибиотикорезистентности основным направлением практической и научной деятельности является проведение бактериологического мониторинга нозокомиальной инфекции с целью обоснования оптимальной антибиотикотерапии при лечебном и профилактическом применении, что необходимо для современного управления политикой применения антибиотиков в нейрохирургической клинике.