Das Institut und Museum für Wissenschaftsgeschichte ist Erbe einer fünf Jahrhunderte währenden Tradition wissenschaftlicher Sammlung, die ihren Ursprung in der zentralen Bedeutung hat, die die Familien Medici und Lothringen Wissenschaftlern und wissenschaftlichen Instrumenten zuschrieben. Die mediceische Sammlung wissenschaftlicher Instrumente wurde von Cosimo I. (1519-1574) begonnen, der sie in der „Garderobe“ des Palazzo Vecchio unterbrachte, die heute als „sala delle carte geografiche“ (Kartenraum) bekannt ist. Mit der Gründung der Accademia del Cimento (1657), die von Ferdinand II. (1610-1670) und Leopold de’ Medici (1617-1675) zum Zweck der experimentellen Untersuchung der Natur eingeweiht wurde, wurde die Sammlung um neue Instrumente bereichert, die hauptsächlich für die thermometrische, barometrische und pneumatische Forschung bestimmt waren. Die Accademia befand sich im Palazzo Pitti, wohin später alle Instrumente der Medici-Sammlung verlegt wurden. Nach ihrem Niedergang während der napoleonischen Besatzung (1799–1814) wurden das Museum und seine Werkstätten nach der Rückkehr der Familie Lothringen an die Macht neu organisiert. Nach der Einigung Italiens wurden die Sammlungen auf mehrere Universitätsabteilungen verteilt. 1922 konnten die Sammlungen dank der Förderer der „Gruppe zur Erhaltung des nationalen wissenschaftlichen Erbes“ vor dem Verfall gerettet werden. 1927 wurde dank ihres Engagements das Istituto di Storia delle Scienze (Institut für Wissenschaftsgeschichte) mit dem Ziel gegründet, die wissenschaftlichen Sammlungen zu „sammeln, zu katalogisieren und zu restaurieren“. 1929 organisierte das neugegründete Institut die erste nationale Ausstellung zur Wissenschaftsgeschichte in Florenz. Im Anschluss an die Schau öffnete die Universität Florenz 1930 die Dauerausstellung des Istituto di Storia della Scienza im Palazzo Castellani für die Öffentlichkeit. Sie enthielt die medico-lothringische Instrumentensammlung. Nach den Schäden durch die Bombenangriffe, die am Ende des Zweiten Weltkriegs (1944-45) die Brücken des Lungarno zerstörten, wurde die Sammlung durch die Überschwemmung von 1966 erneut schwer getroffen. Die im Keller und im Erdgeschoss des Museums gelagerten Instrumente wurden schwer beschädigt. Dank der internationalen Solidarität und der Bemühungen von Maria Luisa Righini Bonelli, der damaligen Direktorin des Museums, war es möglich, die Instrumente schnell zu bergen, die Ausstellungsräume wieder für die Öffentlichkeit zu öffnen und sich wieder auf die Sammlungs- und Forschungstätigkeit der Bibliothek zu konzentrieren.