Споруджений 1970 для інституту, що до цього містився на вул. О. Гончара, 55-6. П'ятиповерховий, цегляний. На зверненому до вулиці торцевому фасаді будинку розміщено мозаїку «Плахта» (худ. І. Марчук). Вирішена в абстрактно-орнаментальному стилі, на зіставленні площин червоного, чорного, білого, жовтого, брунатного кольорів, композиція відтворює мотиви народного мистецтва, що несуть у собі символічні відображення структури Всесвіту. Мозаїка сприймається як яскрава емблема інституту, виразний акцент у навколишньому середовищі.

У вестибулі будинку розміщено вітраж «Розщеплення атома» (заг. пл. 17 кв. м), що символізує складні фізичні процеси (художники А. Гайдамака, Л. Міщенко). Вирішений також в абстрактній формі, в яскравій синьо-червоній гамі, де насичені кольори скла доповнено блискучими елементами з металу. Чолову стіну холу першого поверху прикрашає велике рельєфне керамічне панно «Ярослав Мудрий» (заг. пл. 32 кв. м; худ. І. Марчук). Складається зі 100 фрагментів, які нагадують старовинні кахлі. Кожен із фрагментів являє собою самостійний сюжет, що містить стилізовані зображення історичних осіб 11 ст. та рослинні орнаменти. Разом вони утворюють складну композицію, побудовану на динамічному зіставленні численних фрагментів.

У холі другого поверху - мозаїка «Київська академія» (смальта, заг. пл. 22 кв. м; худ. М. Стороженко). На тлі споруд Києво-Могилянської академії зображено видатного філософа Г. Сковороду та відомого діяча науки й культури Ф. Прокоповича. В центрі композиції — М. Ломоносов серед студентів академії. В картушах цитати з творів Г. Сковороди.

На стіні холу третього поверху — композиція «Наука і культура 16—18 ст. Львівське Ставропігійське братство», виконана в тій самій техніці (худ. М. Стороженко). Побудоване за аналогічним композиційним принципом, панно містить цитати зі статуту братства. У цих роботах М. Стороженка відбилися традиції давньоруського стінопису: застосування дрібномодульної мозаїки, стилізований рисунок постатей, умовне золотаве тло, складне колористичне вирішення творів, де поєднуються білі, золотаві, чорні, червоні й вохристі тони.

На четвертому поверсі будинку розміщено мозаїку «Фізики» (кераміка зі смальтою, заг. пл. 22 кв. м; худ. І. Марчук). Являє собою стилізовані портрети сучасних вчених, серед яких вирізняється зображення К. Ціолковського. Композиція виконана у біло-синій гамі.

У монументальних панно, які прикрашають будівлю і Інститут, знайшли відображення особливості стильових орієнтацій вітчизняного мистецтва кін. 1960-х рр. Ці мозаїки та рельєфи — яскраві зразки сучасного українського монументального мистецтва. Інститут організовано 1966 у системі АН УРСР (тепер НАН України), з 1993 носить ім'я акад. АН УРСР і АН СРСР М. Боголюбова — його засновника і першого директора.

В цьому будинку працювали: 1970 — 93 — Давидов Олександр Сергійович (1912—93) — фізик-теоретик, акад. АН УРСР (з 1964), заслужений діяч науки УРСР (з 1972), Герой Соціалістичної Праці (1982). З 1966 — завідувач відділу, 1973—88 директор, 1988—93 — почесний директор інституту. Наукові праці з фізики твердого тіла, теорії ядра, теоретичної біофізики. Передбачив розщеплення невироджених молекулярних термів у кристалах («дави- довське розщеплення»), побудував теорію поглинання світла молекулярними кристалами. Розвинув теорію колективних збуджених станів несферичних ядер. Створив теоретичну школу. Працював у кімнаті № 331 на четвертому поверсі (тепер — меморіальний кабінет вченого).

1969 - 72—Петров Олексій Зиновійович (1910—72)—фізик-теорегик, акад. АН УРСР (з 1969). У 1970—72 — завідувач відділу інституту. Відзначений Ленінською премією (1972). Наукові праці в галузі математичної фізики, загальної теорії відносності, теорії гравітації, філософських питань фізики. Встановив існування трьох типів полів тяжіння (типи Петрова). Працював у кімнаті № 407 на п'ятому поверсі.

В цьому будинку працював у 1970-92 акад. АН УРСР і АН СРСР Боголюбов Микола Миколайович (1909-92) —директор інституту у 1966—73; з 1966 до 1968   - у будинку інституту на вул. О. Гончара, 55-6 [556].