为加快我国社会主义现代化建设，围绕国家发展战略目标，面向国际竞争，增强科技储备和原始创新能力，1984年，原国家计委启动了国家重点实验室建设计划。1984年11月，中国科学院水生生物研究所审时度势将其所属的淡水生态学研究室、鱼类育种研究室、以及环境生物学研究室的研究力量和技术室的技术支撑人员进行整合。同时，集中管理共享一批仪器设备，成立了“淡水生态与生物技术实验室”，编制25人。1987年4月，由原国家计划委员会投资基本建设经费550万元，建设“淡水生态与生物技术开放研究实验室”，1987年8月建成并通过中国科学院组织的专家论证，1989年10月正式向国内外开放运行。至2019年底，实验室先后获得科技部、中科院支持经费1993年经原国家计委组织的专家评审，授予良好实验室，同年更名为“淡水生态与生物技术国家重点实验室”（以下简称实验室），中国科学院院士刘建康和黎尚豪分别出任实验室第一届主任和第一届学术委员会主任。现任（第七届）实验室主任殷战研究员，学术委员会主任桂建芳院士。

自成立以来，实验室在1996年、2001年、2006年的全国性评估中连续三次被评为优秀类国家重点实验室，2011年则成为连续三次评估优秀后免除评估的优秀类国家重点实验室。2016年评为良好实验室。1999年，在中国科学院启动知识创新工程之初，实验室就整体进入了中国科学院知识创新工程。实验室于2004年和2011年还分别获得“国家重点实验室计划先进集体”和“‘十一五’国家科技计划执行优秀团队奖”的荣誉。2015年5月，实验室的依托单位纳入“生态文明建设”服务领域特色研究所建设。

经过近30多年的发展，实验室培养和引进了一批优秀科技人才，形成了一支专业和年龄结构以及学术层次合理的研究队伍。实验室现有固定人员72人，其中中国科学院院士2人，研究员48人。实验室设有生物学、水产、环境科学与工程3个专业的硕士点、博士点，设有生物学、环境科学与工程2个博士后流动站。每年在读研究生100多人，客座研究人员10余人。

实验室于2008年5月起获得国家重点实验室专项经费的稳定支持。目前，实验室成员承担多项国家重大项目的研究任务，包括国家重点研发计划、国家自然科学基金、以及省部级科研项目和国际合作与交流项目等。自成立以来，实验室已获得10余项国家级成果奖励，近20项省部级奖励，授权专利近百项。每年发表论文200余篇。近年来，在国际刊物上发表论文的数量呈现稳定增长的态势，高水平研究论文的数量也不断增长。

坐落在美丽的东湖之滨，实验室现有用房总面积11350平方米，拥有仪器设备93台（套），包括：自动激光片层扫描显微系统、小动物活体microCT影像系统、单细胞蛋白质表达定量分析系统、基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、GeXP多重基因表达遗传分析系统、声学多普勒流速剖面仪、蛋白测序仪、激光共聚焦显微镜、全自动微生物基因指纹鉴定系统、贴壁细胞显微操作系统、流式细胞仪、多功能酶标仪/微孔板检测仪、浮游植物分析仪、生物分子相互作用分析仪、生化样品定量扫描系统等。实验室仪器设备实现了互联网预约共享使用，是“中国科学院大型仪器网络共享平台”的组成部分。

实验室长期致力于开拓国内外学术交流，积极开展国际合作。已与美、英、日、法、德、俄罗斯、以色列等多个国家/地区的大学和科研机构开展合作研究。每年有30余人次出国访问、讲学，或进修和从事合作研究，接待40余人次境内外学者来实验室讲学或从事合作研究。

“开放、流动、联合、竞争”是实验室遵守的运行机制。依托中国科学院水生生物研究所，“面向国家战略需求，面向世界科学前沿”，为实现社会经济的可持续发展，实验室的目标定位是不断深入揭示淡水生态系统的生命活动规律，探讨淡水及其生物资源利用的生物学原理和生物技术，发展与渔业和环境相关的基础与应用研究，成为具有中国特色的、在国际学术界有重要地位的淡水生态与生物技术的创新研究基地和科技人才培养基地。