Институт является правопреемником Горьковской научно-исследовательской ветеринарной станции, созданной в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 14 февраля 1956 г. №253. Постановлением Совета Министров РСФСР от 30 декабря 1975 г. №703 на базе Горьковской НИВС организован Научно-исследовательский ветеринарный институт Нечерноземной зоны РСФСР Отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР.
На основании Указа Президента Российской Федерации от 30 января 1992 г. №84 «О Российской академии сельскохозяйственных наук» на базе Российской академии сельскохозяйственных наук и Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук создана единая Российская академия сельскохозяйственных наук (Россельхозакадемия). Согласно упомянутому выше Указу Президента Российской Федерации, институт был передан в Россельхозакадемию.
В соответствии с Федеральным законом от 27 сентября 2013 г. №253-ФЗ «О Российской академии наук, реорганизации государственных академий наук и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2013 г. №2591-р институт передан в ведение Федерального агентства научных организаций (ФАНО России) и переименован в Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский ветеринарный институт Нечерноземной зоны Российской Федерации» (ФГБНУ «НИВИ НЗ России»).
Нечерноземье Российской Федерации является благоприятным регионом для развития животноводства. История создания и становления института связана со строительством в регионе крупных животноводческих комплексов, внедрением промышленных технологий ведения животноводства в 70-е гг. прошлого столетия, требовавших коренного изменения ветеринарного обеспечения, решения вопросов профилактики и лечения болезней сельскохозяйственных животных в новых условиях. В то же время отсутствие в системе Отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РФ головного института по ветеринарии создавало трудности координации научных исследований в данной области сельскохозяйственной науки. С учетом этих факторов был организован институт с возложением на него задач по разработке мер профилактики и лечения инфекционных, инвазионных и незаразных болезней сельскохозяйственных животных в животноводческих комплексах и фермах с промышленной технологией, получению продуктов животноводства и животноводческого сырья высокого санитарного качества, внедрению достижений ветеринарной науки в практику животноводства и ветеринарии, оказанию хозяйствам научно-методической помощи по борьбе с болезнями животных. В зону обслуживания института вошли 29 областей и республик Нечерноземья.