Utworzony 7 maja 1919 działa do dziś. Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 28 lutego 1921 został zatwierdzony Statut Państwowego Instytutu Geologicznego. Na jego czele stanął prof. Józef Morozewicz, absolwent Wydz. Przyrodniczego Cesarskiego Instytutu w Warszawie, badacz minerałów na Wołyniu a następnie Tatr oraz petrograficznych skał magmowych, którym kierował do 31 stycznia 1937 roku.
Pierwsza siedziba Instytutu mieściła się w Pałacu Staszica. Później wzniesiono własny budynek na Mokotowie zaprojektowany przez Mariana Lalewicza. Budowa trwała od roku 1925 do roku 1930, niektóre fragmenty ukończono w roku 1936. Projekt utrzymany był w stylu klasycyzmu XIX w. z elementami nawiązującymi do architektury polskiej epoki renesansu.
Instytut nie funkcjonował w okresie okupacji niemieckiej. W 1952 w strukturze Centralnego Urzędu Geologicznego utworzono Instytut Geologiczny, podległy pod Centralny Urząd Geologii.
Istotną rolę w powojennej historii Instytutu odegrała Stacja Geologiczna w Czeladzi działająca w latach 1946-1961, potem przekształcona w Oddział Górnośląski PIG"Na Saturnie".