Наукові відділи
Відділ фізико-хімічної біології клітинних мембран, завідувач О. О. Кришталь
Відділ біофізики іонних каналів , завідувач О. О. Лук’янець
Меморіальний музей П. Г. Костюка
Відділ біофізики сенсорної сигналізації, т.в.о. П. В. Білан
Відділ цитології, завідувач Г. Г. Скибо
Відділ нервово-м’язової фізіології, завідувач Я. М. Шуба
Відділ фізіології нейронних мереж, завідувач М. С. Веселовський
Лабораторія синаптичної передачі, завідувач С. А. Федулова
Відділ фізіології рухів, завідувач Костюков О. І.
Лабораторія біології стовбурових клітин, завідувач І. М. Прудніков
Відділ загальної та молекулярної патофізіології, завідувач Досенко В. Є.
Відділ фізіології кровообігу, завідувач В. Ф. Сагач
Відділ імунофізіології, завідувач Р. І. Янчій
Відділ гіпоксії, завідувач А. Г. Портниченко
Відділ клінічної фізіології сполучної тканини, завідувач В. І. Портніченко
Допоміжні підрозділи
Редакційно-видавничий відділ наукових журналів, завідувач Л.В. Литвин
Відділ наукової інформації, інтелектуальної власності та інноваційної діяльності, завідувач А. О. Чернінський
Наукова бібліотека
Меморіальний музей О.О. Богомольця
Архів
Віварій, завідувач А.Я. Хомяк