Издательство «Наука» было основано 14 апреля 1923 года под названием «Издательство Российской академии наук» и первоначально базировалось в Петрограде, первым руководителем издательства был академик Александр Ферсман, а первым изданием, выпущенным в свет издательством, стал вышедший в конце 1924 года том «Известий Российской академии наук».

После переименования РАН в АН СССР, с августа 1925 года издательство стало называться «Издательство Академии наук СССР». Уставом АН СССР 1927 года определялось, что директор издательства избирался из академиков Общим собранием АН СССР. В 1930 году руководящим органом издательства стал специально созданный Редакционно-издательский совет АН СССР, председателем которого являлся непременный секретарь АН СССР, этот совет избирался Общим собранием АН СССР.

В 1931 году при издательстве был образован отдел распространения, который в 1938 году выделился в самостоятельную организацию «Академкнига», занимавшуюся распространением литературы, выпускаемой издательством АН СССР. К концу 1980 годов «Академкнига» имела отделения во многих крупных городах страны, представляя собой всесоюзную сеть книжных магазинов, распространявшую литературу издательства «Наука».

В 1934 году издательство переехало в Москву, а в Ленинграде было образовано Ленинградское отделение Издательства АН СССР. В годы Великой Отечественной войны издательство было в эвакуации в Казани. В 1963 году Издательство Академии наук СССР было переименовано в Издательство «Наука», но в 1963-1964 годах некоторые книги продолжали выходить со старым названием издательства. К 1963 году число книг, выпускавшихся за год издательством, превысило 2 000, а общий объем - 38 000 печатных листов.

В 1964 году частью Издательства АН СССР стали Физматгиз и Издательство восточной литературы, они стали называться «главными редакциями» издательства, соответственно: Главная редакция физико-математической литературы и Главная редакция восточной литературы. Еще через год было создано Сибирское отделение издательства «Наука».

С введением в строй в 1970 году типографии в Новосибирске издательству «Наука» стало принадлежать четыре типографии: две - в Москве, по одной - в Ленинграде и в Новосибирске. В 1972 году издательством выпускались научные журналы 135 наименований, в том числе 31 физико-математический, 24 химических, 29 биологических и 5 научно-популярных журналов.

В 1977 году издавалось 140 журналов. Издательство также выпускало журналы «Доклады АН СССР» и «Вестник АН СССР». В 1973 году издательство «Наука», а в 1978 году - и его ленинградская типография, были удостоены ордена Трудового Красного Знамени.

В начале 1980 годов при издательстве «Наука» была создана Главная редакция литературы на иностранных языках, которая, в частности, выпускала еще один научно-популярный журнал издательства «Наука» - «Наука в СССР», на русском, английском, немецком и испанском языках.

В 1992 году появилось Уральское отделение издательства «Наука», базировавшееся в Екатеринбурге. Вскоре отделения и редакции издательства «Наука» стали самостоятельными издательствами, входящими в издательский комплекс «Наука».