为了顺应我国生命科学技术发展的需要，七五期间中国科学院在上海细胞生物学研究所筹建中国科学院细胞库，并于1991年经中科院验收后正式启用。1996年中国科学院典型培养物保藏委员会成立，细胞库为其成员之一。2000年该库参加世界培养物保藏联合会，成为其登记成员之一。2002年挂靠在中科院上海生科院，名称为中国科学院上海生命科学研究院细胞资源中心。2013年，中科院细胞库回归中科院生化细胞所。细胞库原有各类细胞三百多种，面向全国常年提供各类细胞系。
中国科学院干细胞库成立于2007年1月，是科技部国家重大科学研究计划专项经费两次支持下（2007-2012年和2013-2017年）在全国范围内深度建设的四个干细胞库之一。中科院干细胞库依托中科院生化细胞所，迄今已收集保存了一百多种各类ES细胞、iPS细胞、成体干细胞、间充质干细胞和其它细胞系，总库容达八千余株。其技术人员在干细胞建系、保种、培养、鉴定、检测、诱导分化及基因敲除小鼠制备等方面具有丰富的经验，发展和完善了干细胞研究的关键技术平台，积累了不少科研成果并发表了一系列研究论文。目前，该库每年向国内上百家单位提供各种干细胞及各类技术服务，并常年提供干细胞相关技术咨询，有力地支持了全国干细胞研究的开展。
2014年初，中国科学院细胞库与干细胞库整合后形成新的细胞资源库，隶属于中科院生化细胞所，下属细胞库和干细胞库两个部门。2019年以细胞库和干细胞库为主体，组建“国家模式与特色实验细胞资源库”获批。目前，中国科学院细胞库已完成所有细胞资源的规范化和数字化整理，有四百多种细胞可对外提供资源共享服务，几乎涵盖了当前细胞生物学研究领域的所有细胞种类，是全国范围内细胞种类最全、供应量最大的资源中心之一。
中国科学院细胞库旨在收集、开发以及保藏我国和世界的人和动物的细胞株和干细胞(系)资源；研究和发展细胞培养新技术，研究和发展细胞株(系)的保藏、鉴定、质量控制和分发的新技术；面向全国，为我国生命科学和生物技术领域的研究工作和产业化提供标准化的细胞株(系)及相关技术服务。
