В современном виде лаборатория кристаллооптики была образована в 2010 г. в результате объединения лаборатории кристаллооптики с лабораториями фазовых переходов и оптики нелинейных материалов.

Направления исследований лаборатории кристаллооптики были определены директором Института академиком (тогда членом-корреспондентом АН СССР) А.В. Шубниковым. Они были стимулированы необходимостью разработки материалов для пьезотехники, а впоследствии — для нелинейной и лазерной оптики.

Работы лаборатории, возглавляемой последовательно профессорами Н.Е. Веденеевой, С.В. Грум-Гржимайло и Б.Н. Гречушниковым, были ориентированы на исследования линейной оптики анизотропных сред и спектроскопии активированных кристаллов.

В организованной позднее лаборатории фазовых переходов, возглавляемой сначала академиком А. В. Шубниковым, а затем профессором Л. А. Шуваловым, проводились исследования фазовых переходов и родственных явлений в пьезо-, пиро-, и сегнетоэлектриках. Были выполнены приоритетные исследования в новом классе кристаллов — ферроэластиках.

В группе, руководимой профессором В.М. Фридкиным, возникло и развивалось новое направление — "фотосегнетоэлектричество". В этом контексте был сделан большой вклад в исследования фундаментального кристаллофизического явления — объемного фотовольтаического (ФВ) эффекта в средах без центра симметрии и родственного эффекта фоторефракции (фотоиндуцированного изменения показателей преломления). Кроме того, были выполнены пионерские работы по обнаружению и исследованию двумерного сегнетоэлектричества в наноразмерных сегнетоэлектрических пленках П(ВДФ/ТрФЭ) (совместно с лабораторией жидких кристаллов).