Відділ створено на основі лабораторії рентгеноспектрального аналізу у 1963 р. (керівник – к.х.н. Н.Д. Борисов). У 1966 р. лабораторія була реорганізована у відділ рентгеноспектральних досліджень, а у 1971 р. – у відділ спектроскопії твердого тіла.

Керівником відділу до 25 червня 2002 року був відомий вчений в галузі фізики твердого тіла, спектроскопії  і електронної структури речовин академік НАН України, професор, доктор фізико-математичних наук Володимир Володимирович Немошкаленко.

СІВРОБІТНИКИ ВІДДІЛУ У 1981 РОЦІ (ФОТОГРАФІЯ)

В 1987 році на базі лабораторії обчислювальної фізики, яка входила до складу відділу спектроскопії твердого тіла, створено відділ обчислювальної фізики, яким керує член-кореспондент НАН України, професор, доктор фізико-математичних наук Антонов Віктор Миколайович. В 1995 році на основі лабораторії  спектроскопії поверхні твёрдого тіла, що входила до складу відділу спектроскопії твёрдого тіла, створено відділ  спектроскопії поверхні твёрдого тіла, яким керував академік НАН України, професор, доктор фізико-математичних наук Шпак Анатолій Петрович.

За період з заснування відділу його співробітниками за допомогою методів рентгенівської, фотоелектронної, месбауерівської, ЯМР и ЕПР, оптичної і магнітооптичної   спектроскопії, локального рентгеноспектрального аналізу  та квантово-механічних розрахунків електронної структури речовин проведено комплексне дослідження міжатомних хімічних зв’язків, динаміки кристалічної решітки, кінетичних, магнітних і оптичних властивостей  широкого класу матеріалів: різноманітних за складом, структурою, характером атомного впорядкування металів, сплавів, інтерметалідів, хімічних сполук, матеріалів і плівок в наноструктурному стані, місячного реголіту і ін.

За весь період існування відділу його співробітниками були підготовлені фахівці з різних ВУЗ-ів і наукових закладів України. Зокрема, співробітниками відділу велась викладацька діяльність в Київському Національному Університеті ім. Т.Шевченко, Національному технічному університеті України «КПІ», Московському фізико-технічному інституті (МФТІ), Національному авіаційному університеті (НАУ). Під керівництвом співробітників відділу створено 38 магістерських робіт, 81 кандидатська та 12 докторських робіт.