En América Latina, desde 1940 se habían ido formando grupos de investigadores de primera línea que tenían vínculos internacionales y que realizaban una interesante labor científica, muchos de ellos con influencia de fisiólogos norteamericanos como Walter B. Cannon y J. Wiggers. En Argentina se encontraba Bernardo Houssay; en Brasil, Alvaro y Miguel Osorio de Almeida; en Chile, E. Cruz Coke, F. Hoffmann, A. Lipschutz y J.P. Suñer; en Perú, Carlos Monge Medrano. A finales de 1950, se publicó en Buenos Aires el primer número de la revista Acta Fisiológica Latinoamericana y en 1956 se constituyó la Sociedad Latinoamericana de Ciencias Biológicas. Aunque la investigación científica en México era escasa, desde mediados de los años cuarenta la fisiología empezaba a cimentarse, a producir investigaciones originales y a generar una tradición que llevó a la fundación de la Sociedad Mexicana de Ciencias Fisiológicas, cuyo primer congreso se realizó en 1957. Existían pocos grupos dedicados a la investigación en este campo, pero en pocos años su labor y su interés en diversos aspectos de la ciencia los llevarían a fundar escuelas e instituciones dedicadas a la investigación. Entre ellos, el más numeroso se encontraba en el Instituto Nacional de Cardiología (creado por Ignacio Chávez), específicamente en el Departamento de Fisiología y Farmacología, presidido por Arturo Rosenblueth, y compuesto por Juan García Ramos, Enrique López Mendoza, Hugo González Serratos, Rafael Méndez, José Pisanty, Jesús Alanís, Ricardo Miledi, David Erlij, Pablo Rudomín, Joaquín Remolina, Guillermo Pilar, Rafael Rubio y Ramón Álvarez Buylla.
Además, aunque no contaba con departamento de fisiología, en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN trabajaban dos destacados investigadores: Álvarez Buylla y José Joaquín Izquierdo, quien también era jefe de cátedra en la Facultad de Medicina de la UNAM. En medicina existía un grupo muy sólido en el Instituto de Investigaciones Biomédicas, al frente del cual se encontraba Efrén del Pozo, quien también trabajó en el Instituto de Enfermedades Tropicales y en cierta época había interactuado con Rosenblueth en Harvard. Asimismo, el hoy desaparecido Instituto Nacional de Neumología, en el Hospital Manuel Gea González, entonces dirigido por el doctor José Luis Gómez Pimienta, contaba con un departamento en este campo, donde también trabajó Ramón Álvarez Buylla.
Para 1961, fecha de la fundación del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, la fisiología se mostraba como una disciplina en expansión, que ya aportaba trabajos originales y de trascendencia. Uno de los principales protagonistas del entonces naciente movimiento científico mexicano, Arturo Rosenblueth, encargado de fundar y dirigir el Centro, se abocó a la tarea de establecer también el Departamento de Fisiología, dada la naturaleza de sus intereses y su dedicación a esta rama de la medicina.
La historia del Departamento de Fisiología ha mantenido una continuidad que, con el paso de los años, se manifiesta en un desarrollo constante. Los distintos periodos por los que ha atravesado corresponden a la manera interna de organización, más que a las líneas generales que ha seguido la historia del Cinvestav, aunque en ciertos momentos se entrecruzan. No obstante, quienes han ocupado la jefatura del departamento le han dado ciertas características que se desarrollan a continuación.