1948년 8월 내무부 건설국 토목시험소로 발족되어 건국 후의 토목사업과 전후 복구사업 등을 지원하여 오다가, 1956년 국립토목시험소로 승격되어 업 카지노 개발의 중추적 기능을 담당하게 되었다.
1961년 2월에는 국방부 지리연구소를 흡수, 통합하여 국립업 카지노연구소로 확대, 개편되었고, 1962년 6월 29일 업 카지노부가 신설됨에 따라 그 산하기관으로 자리를 굳히고, 1960년대부터 시작된 경제개발사업의 추진에 일익을 담당하게 되었다.
업 카지노의 불모지나 다름없었던 당시에 새로운 공법의 도입 및 개발과 각종 시방서·설계기준·표준도 제작, 기술지도서 및 편람 발간, 과학적 품질관리 기법의 도입 등, 업 카지노개발에 노력함으로써 서울∼부산 간 고속도로 건설 등 대규모 국토건설사업을 지원하였고, 특히 1970년대 국내건설업체의 해외진출에도 크게 기여한 바 있다.
연구기능은 1983년 9월 민간 연구기관을 육성하여 능률적으로 연구, 발전시키도록 하고, 국립건설연구소를 국립건설시험소로 개칭하여 소장 아래 서무과·품질과·토질시험과·기자재시험과·수공과 및 건축시험과 등 6개과 90여명의 직원으로 축소, 개편하였다. 1999년 업 카지노건설기술연구원과 국립건설시험소가 통합되었으며, 2014년 7월 미래창조과학부 산하 국가과학기술연구회 소관 연구기관으로 승계되었다.
주요업무로는 토질 및 기초 토목재료에 대한 조사·시험 및 이에 대한 연구, 하천·해안·항만 등의 수공구조물에 대한 조사 및 실험, 건축자재에 대한 방화·내화시험 및 단열성능시험, 업 카지노기계의 성능시험 및 형식확인검사업무 등의 수행과 해마다 약 1천여 건 이상의 의뢰시험을 실시하였다.