Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова ведет свою историю с декабря 1918 года. В кратчайшие сроки группа ученых ГОИ под руководством академика Д. С. Рождественского создала физико-химические основы сложного процесса оптического стекловарения. Это позволило СССР уже к началу 1927 года полностью освободиться от закупок оптического стекла за рубежом.
В ГОИ исследования по разработке составов и технологии производства стекла велись в отделе, которым руководил академик И.В. Гребенщиков. После его смерти в 1953 году отдел возглавил доктор физико-математических наук А.И. Стожаров, а с 1966 года – будущий академик Г. Т. Петровский.
В 1923 году цех оптического стекловарения на Петроградском фарфоровом заводе был выделен в Петроградский завод оптического стекла. В 1925 году завод был переименован в Ленинградский завод оптического стекла (ЛенЗОС). С 1958 года ЛенЗОС стал опытной базой ГОИ.
В 1972 году ЛенЗОС становится опытным производством института – Филиалом №1 ГОИ, директором которого был назначен Г.Т. Петровский.
Силами ученых-стекольщиков ГОИ были разработаны отечественные каталоги оптических (более 70 марок) и радиационно-стойких (более 60 марок) стекол, позволяющих создавать схемы сложных оптических объективов, формирующих и передающих изображение без хроматических и иных аберраций.
На рубеже 60–70 годов прошлого века тематика исследований ученых и технологов института пополнилась кристаллическим направлением. Был построен специальный экспериментально-производственный корпус для размещения лабораторий и производственных участков по производству монокристаллов рубина, фторидных кристаллов, алюмоиттриевого граната, лейкосапфира, лазерных и сцинтиллирующих кристаллов.
В 70-х годах в институте были развернуты работы в области волоконной оптики. У их истоков стояли такие выдающиеся ученые, как доктора технических наук В. Б. Вейнберг, Д. К. Саттаров, профессор Ю. Н. Кондратьев, кандидаты технических наук В. Х. Ягмуров и Г. Я. Канаева. Волокна для оптической связи, радиационно-стойкие волокна, волокна для трансформации лазерного излучения, фотонно-кристаллические волоконные материалы – вот перечень тех материалов, оптимизацией свойств которых в настоящее время занимаются ученые и технологи научного отделения «Волокно».
В январе 1993 года Филиал №1 ГОИ был преобразован в ФГУП «НИТИОМ ВНЦ ГОИ им. С.И. Вавилова», а в октябре 2017 года – в АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова».
С включением организации в структуру Государственной корпорации «Ростех» в институте успешно проводится техническое перевооружение. Ученые института продолжают научные исследования, публикуют статьи в научных журналах, участвуют в качестве докладчиков в работе отечественных и международных конференций, ведут преподавательскую работу в профильных университетах Санкт-Петербурга, входят в состав специализированных советов по присуждению ученых степеней.