1978年全国科学大会后，国家科技事业蓬勃发展、科技工作者队伍不断壮大，亟需一处专门开展学术交流与科学普及的场所。有423位科学家和科技工作者先后在全国人大和全国政协会议上提出在首都建设科技活动场所，提案达14件之多。在北京市人大和政协会议上，科学家和科技工作者又联名提了4件议案，强烈要求解决科技活动场所。“为促进首都科学技术的发展，适应广大科技工作者开展学术活动和科技交流的需要”，在党中央、国务院以及国家计委和北京市的支持下，1980年4月北京科技活动中心建设计划获批。

时任中央军委副主席聂荣臻同志为北京科技活动中心题词“兴科技工作者之家 立科学技术之大业”。

1984年10月25日，北京科技活动中心奠基典礼在木樨地隆重举行，时任中共中央书记处书记方毅同志等人亲临现场为基石培土。中国科协第二届主席周培源代表中国科协讲话。会场展示了聂荣臻、方毅、周培源、茅以升同志的题词。近千人参加了奠基典礼。

1988年1月，中国科协在征求常委意见并经钱学森主席同意后，将“北京科技活动中心”更名为“中国科技会堂”。

1989年，中国科技会堂建设工程因种种原因停缓建。1991年5月、1992年11月，李国豪、顾方舟、张维、裘维蕃、卢良恕、刘东生、吴阶平、唐敖庆、汪德昭、王夔、钱三强、卢嘉锡、周培源、何康、林兰英、王大珩、杨乐、金善宝、张存浩等多位科学家两次联名向中央递交签名信，希望建设工程复工。1992年11月，时任中国科协主席朱光亚向中央写信恳请中国科技会堂建设工程尽快复工。朱光亚主席在信中写道：在首都建一座容量较大、功能较齐全的科技活动场所、开展国内外学术交流和各项科技活动，是我国科技工作者多年的愿望和要求……恳请能尽快解决复建问题……再困难也要设法解决！江泽民、李鹏和邹家华等党和国家领导人很快在信件上给予批示，同意复建，并表达了对科协事业和工作的高度重视与亲切关怀。

1995年12月，时任中共中央总书记江泽民同志题写“中国科技会堂”。

1996年3月18日时任国务院副总理邹家华、全国人大常委会副委员长吴阶平、全国政协副主席钱正英为江泽民总书记题写的“中国科技会堂”匾额揭匾。著名科学家庄逢甘代表中国科协致辞，众多科学家、中央有关部委代表等参加了仪式。

仪式后，由中国科协和中国科学院联合发起的“百名院士百场科技系列报告会”首场报告会在中国科技会堂报告厅举行，为这座科技殿堂拉开序幕。时任中国科学院院长周光召作题为《科学技术的发展趋势和它对社会的作用》的首场报告，邹家华、吴阶平、钱正英等领导同志出席。

为打造服务功能齐全的现代化“科技工作者之家”，中国科技会堂2006年启动重装改造，并于2009年11月6日新张开业。

中国科技会堂积极推动转型发展，全力打造一站式科技会议综合服务平台，实现从单一的传统会议服务向多元化的集成会议服务模式转变，将以更高标准，竭诚服务广大科技工作者，为支撑高水平科技自立自强、推动科技事业高质量发展筑牢坚实根基。