Аддзяленне фізіка-тэхнічных навук НАН Беларусі — адно са старэйшых структурных элементаў Акадэміі, якія бесперапынна існуюць дагэтуль. 27 верасня 1940 СНК БССР зацвердзіў новы Статут АН БССР, згодна з якім ўстановы АН БССР падзяляліся на тры Аддзяленні — Аддзяленне грамадскіх навук, Аддзяленне прыродазнаўчых і сельскагаспадарчых навук і Аддзяленне тэхнічных навук. У 1940—1946 — Аддзяленне тэхнічных навук, у 1947—1958 — Аддзяленне фізіка-матэматычных і тэхнічных навук, у 1959—1962 — Аддзяленне тэхнічных навук, у 1963—1987 — Аддзяленне фізіка-тэхнічных навук, у 1987—1998 гг. — Аддзяленне фізіка-тэхнічных праблем машынабудавання і энергетыкі. Пад сучаснай назвай з 1998.
Сталінскія рэпрэсіі другой паловы 1930-х гг. не маглі не закрануць і Акадэмію. Паводле рашэння Бюро ЦК КП(б)Б ад 05.01.1938 г. быў расфарміраваны Фізіка-тэхнічны інстытут.
З гэтай прычыны стварэнні ў склад Аддзялення ўвайшлі:
Падчас Вялікай Айчыннай вайны ў эвакуацыі працягвалі функцыянаваць Інстытут торфу і некаторыя хімічныя лабараторыі. Неўзабаве пасля вызвалення Беларусі ў 1944 была адноўлена праца Інстытута хіміі і Інстытута торфу ў Мінску.
2 снежня 1944 года ў складзе Аддзялення тэхнічных навук АН БССР ствараецца Сектар па навуковых праблемах будаўніцтва і архітэктуры.
У гады Вялікай Айчыннай вайны многія спецыялісты Інстытута геалогіі сышлі на фронт і ў партызанскія атрады. Аднак працы па выяўленні мінеральнай сыравіны не спыніліся: частка беларускіх навукоўцаў вяла геалагічныя працы ў іншых раёнах Савецкага Саюза. У час фашысцкай акупацыі большасць матэрыялаў па геалогіі рэспублікі загінула. У 1942 г. у Казані Прэзідыум АН БССР даручыў інстытуту распрацоўку тэмы «Выкарыстанне прыродных выкапняў Беларусі пры аднаўленні разбуранай фашысцкімі войскамі народнай гаспадаркі БССР». Ужо ў 1945 г. Інстытут геалагічных навук АН БССР зноў пачаў сваю працу ў Мінску.
У 1946 Сектар па навуковых праблемах будаўніцтва і архітэктуры пераўтвараецца ў Аддзел будаўніцтва і архітэктуры АН БССР.
Такім чынам, па стане на канец 1958 г. Аддзяленне фізіка-матэматычных і тэхнічных навук АН БССР складалася з наступных інстытутаў:
13 красавіка 1959 Прэзідыум АН БССР прыняў рашэнне аб падзеле Аддзялення фізіка-матэматычных і тэхнічных навук на Аддзяленне фізіка-матэматычных, хімічных і геалагічных навук і Аддзяленне тэхнічных навук.
У адпаведнасці з Пастановай Савета Міністраў СССР ад 22 красавіка 1960 № 425 «Аб мерах па ўпарадкаванні выкарыстання і ўзмацненні аховы водных рэсурсаў СССР» і распараджэннем Прэзідыума Акадэміі Навук БССР ад 14 лютага 1961 года № 10 быў створаны Інстытут водных праблем АН БССР.
Такім чынам, па стане на канец 1962 г. Аддзяленне фізіка-матэматычных і тэхнічных навук АН БССР складалася з наступных інстытутаў:
Такім чынам, па стане на пачатак 1987 г. Аддзяленне фізіка-тэхнічных навук АН БССР складалася з наступных інстытутаў:
У 1987 згодна з пастановай Прэзідыума АН БССР Аддзяленне набыло назву Аддзяленне фізіка-тэхнічных праблем машынабудавання і энергетыкі.
Такім чынам, па стане на пачатак 1998 г. Аддзяленне фізіка-тэхнічных праблем машынабудавання і энергетыкі НАН Беларусі складалася з наступных інстытутаў:
Па стане на 1 студзеня 2021 г. склад Аддзялення фізіка-тэхнічных навук НАН Беларусі выглядаў наступным чынам:
Па стане на 1 студзеня 2009 г. у Аддзяленне ўваходзілі 14 акадэмікаў і 17 членаў-карэспандэнтаў НАН Беларусі, у замацаваных за Аддзяленнем навуковых арганізацыях працавала каля 5270 чалавек, у тым ліку 1580 даследчыкаў, 132 дактары і 428 кандыдатаў навук.
Асноўнымі прыярытэтнымі напрамкамі навуковых даследаваняў арганізацый, замацаваных за Аддзяленнем, з’яўляюцца: