В 1961 году на правительственном уровне было принято решение о создании Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения (ВНИИВ) со специализированными филиалами в Калинине (ныне Тверь) — по пассажирским вагонам, в Риге — по электропоездам и дизель-поездам, в Кременчуге — по грузовым, специальным вагонам и цистернам. По приказу Калининского вагоностроительного завода (будущий ТВЗ) от 31 марта 1962 года калининскому филиалу ВНИИВ были переданы производственные площади и помещения в цехах для размещения стендового оборудования. Также с завода перевели большую группу специалистов по расчету и конструированию вагонов, по испытаниям вагонного оборудования и систем жизнеобеспечения.
В первые годы работы калининский филиал ВНИИВ занялся предпроектными исследованиями для разработки новых конструкций пассажирских вагонов и их систем, созданием экспериментальной базы, совершенствованием методов испытаний, техникоэкономическим обоснованием производства новой и перспективной вагонной техники. Уже к концу 1960-х годов численность сотрудников филиала составила около 140 чел. Объемы работ по заказу Министерства тяжелого и транспортного машиностроения постоянно росли. Весной 1973 года открылся новый лабораторный корпус. В начале 1990-х годов после реорганизации был образован Тверской институт вагоностроения (ТИВ) — сначала в качестве филиала Тверского вагоностроительного завода, а с 1999 года — как самостоятельная организация.
За период с 1962 по 1993 годы было реализовано немало значимых проектов. Калининский филиал ВНИИВ участвовал в создании первого отечественного скоростного поезда «Русская тройка». Именно здесь были разработаны новые технологические процессы сварки в вагоностроении и созданы усовершенствованные ходовые части пассажирских вагонов, которые позволили запустить серийное производство известных тележек КВЗ-ЦНИИ-М.
В разные годы специалисты создали опытную конструкцию тележек безлюлечного типа, выполнили комплекс работ по внедрению в вагоностроение нержавеющих сталей, подготовили технический проект двухэтажного вагона, ставшего основой для создания существующих двухэтажных поездов. Также среди реализованных проектов — внедрение в пассажирском вагоностроении алюминиевых сплавов, исследования в области совершенствования противопожарной защиты пассажирских вагонов, разработка конструкции дискового тормоза со стальным диском.