Теоретический отдел был образован одновременно с Физическим институтом АН СССР в 1934 г. Со дня основания и до 1971 года его возглавлял Игорь Евгеньевич Тамм.
В 1972 году Отделу теоретической физики было присвоено имя академика И.Е.Тамма.

История Теоретического отдела на протяжении десятилетий была неразрывно связана с именами таких выдающихся физиков, как
Нобелевский лауреат академик Игорь Евгеньевич Тамм,
Нобелевский лауреат академик Виталий Лазаревич Гинзбург,
лауреат Нобелевской премии мира академик Андрей Дмитриевич Сахаров,
академик Ефим Самойлович Фрадкин ,
академик Евгений Львович Фейнберг,
член-корреспондент Давид Абрамович Киржниц.

В настоящее время в Отделении работает 87 сотрудников, в том числе - 81 научный сотрудник, из них - 31 доктор физико-математических наук, 32 - кандидата физико-математических наук, 6 - аспирантов.

Семь сотрудников являются членами РАН - А.В.Гуревич и Л.В.Келдыш - действительные члены, П.И.Арсеев, К.П.Зыбин, Е.Г.Максимов, В.И.Ритус, В.Я.Файнберг - член-корреспонденты.

Руководство деятельностью Отделения осуществляется дирекцией.

Ученый совет Отделения разрабатывает основные направления научных исследований, рекомендует к утверждению программы и планы научно-исследовательских работ, оценивает результаты научно-исследовательских работ Отделения в целом и его подразделений, заслушивает научные доклады и сообщения, рассматривает другие вопросы, касающиеся научной деятельности.

В настоящее время Отделение теоретической физики состоит из семи секторов:
сектора взаимодействия радиоволн с плазмой (заведующий - акад.А.В.Гуревич),
сектора теории элементарных частиц (заведующий - д.ф.-м.н.М.А.Соловьев),
сектора физики высоких энергий (заведующий - д.ф.-м.н.И.М.Дремин),
сектора квантовой теории поля и квантовой статистики (заведующий - д.ф.-м.н.М.А.Васильев),
сектора теории твердого тела (заведующий - член.-корр.П.И.Арсеев),
сектора теории сверхпроводимости (заведующий - член-корр.Е.Г.Максимов),
сектора теоретической биофизики (заведующий - д.ф.-м.н.Д.С.Чернавский) и
группы Гинзбурга.

В Отделении базируется Кафедра проблем физики и астрофизики Московского физико-технического института.

Почтовый адрес сотрудников Отделения:
119991 Россия, Москва
Ленинский проспект, 53
Физический институт им.П.Н.Лебедева
Отделение теоретической физики им.И.Е.Тамма