Myśl o potrzebie integracji środowiska badaczy zainteresowanych ekologią zrodziła się już w latach 60. XX w., kiedy to z inicjatywy Władysława Grodzińskiego i Adama Łomnickiego zainteresowani przyrodnicy, głównie z wyższych uczelni krakowskich, zaczęli się spotykać na tzw. krakowskich seminariach ekologicznych. Dziesięcioletnia tradycja seminariów ekologicznych oraz dwa lata pozytywnych doświadczeń z realizacją specjalizacji studiów „biologia środowiskowa”, stały się podstawą do powołania do życia Instytutu Biologii Środowiskowej (zarządzeniem nr 2 Rektora UJ z 6 stycznia 1977 r.).

Nazwa, struktura, siedziby

Nowo powstały Instytut tworzyły trzy istniejące jednostki: Zakład Ekologii Zwierząt, Zakład Hydrobiologii i Zakład Zoopsychologii i Etologii Zwierząt, wydzielone z Instytutu Zoologii, a także nowy Zakład Modelowania Ekologicznego. Instytut mieścił się w pomieszczeniach zakładów wydzielonych z Instytutu Zoologii w gmachu Collegium Zoologicum i Collegium Geologicum. W 1984 r. od Zakładu Ekologii Zwierząt oddzielił się Zakład Ekologii Ekosystemów, a w 1989 r. Zakład Badań Łowieckich. W 1998 r. Instytut Biologii Środowiskowej powiększył się o Zakład Rozrodu Ssaków, przeniesiony z Instytutu Zoologii. 
W 1999 r., w wyniku reorganizacji zmieniono nazwę jednostki na Instytut Nauk o Środowisku (INoŚ). Wtedy też powstały kolejne zakłady: Ekotoksykologii, Monitoringu Środowiska, Mikrobiologii Ekologicznej. Jesienią 1999 r. przy ul. Gronostajowej 3 został oddany do użytku pierwszy niewielki budynek na Kampusie 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego. W 2000 r. do tego budynku, nazwanego Centrum Badań Przyrodniczych UJ, przeprowadziła się część zakładów Instytutu. W 2002 r. utworzono Zakład Ekologii Behawioralnej. 
Od 2004 r. siedzibą Instytutu Nauk o Środowisku jest budynek przy ul. Gronostajowej 7. W  2007 roku zmieniła się struktura Instytutu: zamiast dotychczasowych zakładów, powstały mniej formalne zespoły badawcze. W 2024 roku w INoŚ działa 15 zespołów. 

Kierownictwo

Pierwszym dyrektorem Instytutu Biologii Środowiskowej został prof. dr hab. Władysław Grodziński. Pełnił tę funkcję w latach 1977-1981, współpracując z dr. Ryszardem Sową jako zastępcą. W roku 1981 stanowisko dyrektora Instytutu objął doc. dr hab. Adam Łomnicki, a jego zastępcą został dr hab. Bogusław Bobek. Kolejnym dyrektorem był, od roku 1988, prof. dr hab. Ryszard Sowa. Funkcję zastępcy dyrektora pełnił wówczas prof. dr hab. Andrzej Górecki, który w roku 1990, po nagłej śmierci prof. Sowy, został wybrany dyrektorem i był nim do roku 2002, a jego zastępcą został prof. dr hab. Jan Kozłowski. We wrześniu 2002 r. dyrektorem Instytutu Nauk o Środowisku został wybrany prof. dr hab. Jan Kozłowski, a jego zastępcą prof. dr hab. Ryszard Laskowski. W 2005 r. kierownictwo Instytutu zostało powiększone o drugiego zastępcę, a funkcję tę powierzono dr. hab. Mariuszowi Cichoniowi.
W latach 2008-2012 kierownictwo Instytutu objęła dr hab. Małgorzata Kruczek, a dr hab. Maria Niklińska pełniła funkcję zastępcy dyrektora ds. studenckich. W 2012 r. dr hab. Małgorzata Kruczek została wybrana na Dziekana Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi, a dyrektorem Instytutu została prof. dr hab. Maria Niklińska. Jej zastępcą ds. studenckich był dr hab. Janusz Fyda, prof. UJ, a następnie dr hab. Wojciech Fiałkowski. W 2020 r. do zespołu dołączył zastępca ds. naukowych, prof. dr hab. Wiesław Babik. 
Od kwietnia 2022 roku funkcję dyrektora Instytutu pełni dr hab. Izabela Wierzbowska, prof. UJ. Jej zastępcą ds. dydaktycznych jest prof. dr hab. Joanna Rutkowska, a pełnomocnikiem dziekana ds. badań naukowych prof. dr hab. Wieslaw Babik . 

Dydaktyka

Od swojego powstania, Instytut współuczestniczył w prowadzeniu kierunku Biologia, a jego pracownicy mieli znaczący wkład w jego reformę w latach 80-tych W latach 90-tych, przy współudziale Wydziału Chemii, Instytut prowadził kierunek studiów „Ochrona środowiska”. W latach 2001 – 2013 wspólnie z Instytutem Geografii i Gospodarki Przestrzennej, prowadozne były dwustopniowe studia biologiczno-geograficzne.
Obecnie Instytut Nauk o Środowisku kształci studentów na studiach I, II i III stopnia na kierunku „Biologia”, prowadzonym w języku polskim, a także na angielskojęzycznych studiach II stopnia „Ecology and Evolution” i „Environmental Protection and Management” oraz III stopnia w ramach programu „PhD Programme in Biology”.

Największe sukcesy

W 2002 r. Instytut uzyskał status Centrum Doskonałości Unii Europejskiej w ramach projektu „Wdrażanie badań podstawowych i stosowanych w zakresie nauk o środowisku dla dobra społeczności lokalnych”, który realizowano do 2005 r. Projekt umożliwił nawiązanie licznych kontaktów z zagranicznymi jednostkami naukowymi, m.in. z Holandią, Wielką Brytanią i Niemcami, oraz znaczące poszerzenie bazy aparaturowej. 
W latach 2010-2017 w Instytucie Nauk o Środowisku prowadzone były dwa projekty dedykowane doktorantom. Projekt „Utworzenie anglojęzycznych interdyscyplinarnych studiów doktoranckich o specjalności ekologia i wzmocnienie potencjału dydaktycznego kadry Instytutu Nauk o Środowisku UJ – Ecology” finansowany z funduszy strukturalnych UE), oraz projekt „Environmental stress, population viability and adaptations” przyznany przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej w programie Międzynarodowe Projekty Doktoranckie (MPD). Uczestnikami projektów było łącznie 26 doktorantów (16 na kierunku „Ecology”, 10 w ramach „MPD”), wśród nich wielu obcokrajowców. Wszyscy doktoranci odbyli długoterminowe staże zagraniczne. Projekty przyczyniły się do znacznego umiędzynarodowienia badań prowadzonych w Instytucie oraz zwiększenia ich interdyscyplinarnego charakteru. W kolejnych latach w Instytucie realizowane były liczne projekty krajowe i międzynarodowe. Od roku 2022 w Instytucie realizowany jest projekt ERC Advanced Grant „Uncovering the mechanisms of action of an antiviral bacterium” dotyczący bakterii, która chroni owady przed wirusami, kierowany przez dr Ewę Chrostek. 
W 2016 r. Prof. dr hab. Jan Kozłowski otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk o życiu i o Ziemi za sformułowanie i eksperymentalną weryfikację teorii wyjaśniającej różnorodność strategii życiowych organizmów jako efektu optymalnej alokacji zasobów.