V roce 2020 se stává přednostou ústavu Ondřej Slabý. S jeho příchodem se výzkumné zaměření ústavu rozšiřuje o oblast aplikovaného a translačního onkologického výzkumu a studium nekódujících RNA.

V roce 2005 se ústav přestěhoval do nového univerzitního kampusu v Brně-Bohunicích a přednostou ústavu se stal Petr Dvořák. Pod jeho vedením se výzkum na biologickém ústavu zapojil do širokého kontextu mezinárodní spolupráce zejména v oblasti biologie a medicínských aplikací kmenových buněk.

V roce 1992 se stal přednostou Nečasův žák Augustin Svoboda. Díky grantové podpoře a navázané mezinárodní spolupráci se na začátku devadesátých let výzkum ústavu rozšířil o nové projekty - molekulární biologie bakteriocinů, analýza genomu Treponema pallidum a také studium biologie cytoskeletu, buněčného stresu a apoptózy.

V roce 1960 se stal přednostou Biologického ústavu Oldřich Nečas, Herčíkův žák. Jeho učebnice Obecné biologie pro lékařské fakulty byla velice úspěšná a dočkala se řady reedicí. Nečas se zabýval studiem buněčné morfogeneze na modelu buněk a protoplastů kvasinek a na modelu prvoků. Další z Herčíkových žáků, Jan Šmarda se věnoval studiu biologie bakteriocinů.

Novou éru v budování ústavu zahájil v roce 1937 Ferdinand Herčík, uznávaný biofyzik. Po válce se ústav přestěhoval do nových budov Lékařské fakulty na ulici Joštova 10, kde byly sdruženy všechny teoretické ústavy.

Herčík kolem sebe shromáždil skupinu nadšených spolupracovníků, kteří se věnovali nejen radiobiologii, ale také virologii a cytologii. Spolu se svými žáky založil v r. 1954 biofyzikální laboratoř, ze které později vznikl Biofyzikální ústav Československé akademie věd (1955).

Herčík sám se věnoval obecné biofyzice (kvantové biologii), studiu morfogeneze bakteriofága a aplikacím elektronové mikroskopie. 

S příchodem Jana Bělehrádka v roce 1924 se výuka rozšířila o experimentální práci. Jeho práce o vlivu teploty na životní děje mu přinesla světové uznání, zejména díky jeho monografii "Temperature and Living Matter", vydané v roce 1935.

Jako pedagog navázal na práci prof. Edwarda Babáka a dále rozvíjel koncept výuky obecné biologie pro lékařské fakulty. Sepsal učebnici Obecné biologie pro lékařské fakulty, která byla velice úspěšná a dočkala se celkem pěti vydání (poslední v roce 1946).