1971年，響應周恩來總理“加強對慢支炎及肺心病防治”的號召，廣州醫科大學附屬第一醫院（原廣州第四人民醫院）成立了“慢支炎防治小組”（團隊研究成果1978年獲得全國科學大會獎）。1979年“廣州呼吸健康研究院（原廣州呼吸疾病研究所）”在此基礎上成立；并于1994年建成“廣東省呼吸疾病重點實驗室”。2003年，全球爆發的急性重癥呼吸綜合征（SARS，原稱非典型肺炎）促進了國家對呼吸疾病診治防控的需求。2005年，在鐘南山院士的倡議及與時任中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院（以下稱‘中科院廣州生物院’）院長陳凌教授的聯合努力下，廣州呼吸健康研究院（原廣州呼吸疾病研究所）與中科院廣州生物院在原廣東省呼吸疾病重點實驗室基礎上獲批建成“廣州呼吸疾病聯合實驗室”；并于2006年底向科技部申請籌建“呼吸疾病國家重點實驗室（以下稱‘實驗室’）”。2007年10月實驗室獲準建設，2010年6月通過科技部論證驗收，正式成為我國呼吸疾病領域的首個國家重點實驗室。

實驗室于2011年3月通過了國家重點實驗室首次評估，之后不斷發展壯大：先后建成廣東省過敏性疾病重點實驗室、廣東省呼吸醫學工程實驗室、生物安全三級（P3）聯合實驗室（與廣東出入境檢驗檢疫局共建）、重點實驗室深圳大學過敏與免疫反應分室。

實驗室帶動了其所依托的呼吸學科及相關學科的快速發展，已建成國家呼吸疾病臨床醫學研究中心、國家臨床藥物試驗機構（呼吸專業）及五個國家臨床重點專科（呼吸內科、重癥醫學、變態反應疾病學、腫瘤學和胸外科）和一個國家重點建設學科（中西醫呼吸）。目前，實驗室已成為集科研、教學和醫療于一體的呼吸疾病應用基礎研究與臨床防診治研究中心和人才培養基地。