Первые работы по применению титана для авиации были выполнены в ВИАМ в 1934 г. В 1950-е гг. был получен первый титановый сплав и создана установка для литья титана. Институт разработал более полусотни титановых сплавов, которые серийно используются для техники различного назначения. Планер экспериментального ударно-разведывательного самолета Т-4 «Сотка», созданного ОКБ Сухого, изготовлен из титана. Применение титановых сплавов в космических кораблях «Астрон», «Луна», «Марс», «Венера» и других позволило существенно снизить массу конструкции этих аппаратов.
ВИАМ является пионером в области разработки неметаллических, полимерных и композиционных материалов, в том числе пенопластов, герметиков, материалов остекления и радиопоглощающих материалов, которые нашли широкое применение в конструкциях самолетов Ан-124, Ан-225, Ту-160, МиГ-29, Су-27, лопастей и планера вертолетов Ка-32, Ка-50, Ми-26, статорных и корпусных деталей газотурбинных двигателей, космических и ракетных комплексов и других изделий машиностроения, транспорта и строительства.
В 1982 г. за заслуги в создании и обеспечении материалами новых образцов техники ВИАМ был награжден орденом Октябрьской Революции.
В середине 1980-х гг. сотрудниками института успешно решена проблема существенного увеличения ресурса рабочих лопаток, возникшая при освоении в опытном и серийном производстве авиационных турбин двигателей III и IV поколений. Двигателями с повышенными ресурсными характеристиками были оснащены самолеты Ту-134, Ту-154, Ил- 62М, Ил-76, Ил-86, МиГ-25, МиГ-29, МиГ-31, Су-24, Су-27, Ту-22М, Ан-22, Як-141, Ил-114, а также газотурбинные установки ГТН-16, ГТН-25, НК-12 СТ для газоперекачивающих агрегатов. Также создано новое поколение монокристаллических сплавов, технология и оборудование для литья турбинных лопаток методом высокоградиентной направленной кристаллизации для производства двигателей самолетов МиГ-29, Су-27, МиГ-31, Су-30, Ил-86, Ту-204, Ил-96- 300, Ан-70 и др.
Разработанный в ВИАМ специальный комплекс материалов (теплозащита, углерод-углеродные композиты, лаки, клеи и др.) обеспечил создание многоразового космического корабля «Буран».
Крыло обратной стреловидности самолета «Беркут» впервые в мировой практике целиком выполнено из адаптирующегося углепластика, созданного в институте.
Постановлением Правительства РФ от 29 марта 1994 г. институту присвоен статус Государственного научного центра, который успешно подтверждался в 1997, 2000, 2002, 2004, 2007 и 2010 гг.
Указами Президента РФ коллективу ВИАМ объявлены благодарности за большой вклад в разработку и создание материалов для авиационно-космической техники (2002 г.) и новых материалов и технологий для авиационной промышленности (2007 г.).
Решением Комиссии Минпромторга России от 11 августа 2011 г. по оценке результативности деятельности научных организаций за период 2006-2010 гг. ВИАМ отнесен к 1-й категории – «Лидер» среди научных организаций Минпромторга России.
Сегодня деятельность института направлена на решение не только отраслевых, но и комплексных межотраслевых и междисциплинарных задач в рамках федеральных целевых программ, в том числе с использованием механизма технологических платформ.
Решением Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям утверждены разработанные по инициативе ВИАМ две технологические платформы: «Новые полимерные композиционные материалы и технологии» и «Материалы и технологии металлургии», в которых институт определен координатором работ при участии около 200 ведущих научных, учебных и производственных организаций. По инициативе ВИАМ с привлечением ряда ведущих научных и производственных организаций разработан проект подпрограммы «Национальная сеть центров климатических испытаний».
Институт активно занимается инновационной деятельностью. ВИАМ выполняет весь цикл работ – от фундаментальных, прикладных исследований до разработки материала, технологии, оборудования, выпуска НТД и организации малотоннажного производства.
Создание многофункциональных материалов и технологий возможно лишь на базе глубоких фундаментальных и прикладных исследований, тесного взаимодействия на стыке науки и производства. Об этом наглядно свидетельствует плодотворное сотрудничество института с 30 институтами РАН, 16 вузами и более 70 предприятиями – ведущими институтами, конструкторскими бюро и заводами авиационной и других отраслей промышленности.
Научно-технический потенциал, современная опытно-экспериментальная база, материальные и трудовые ресурсы института составляют основу для осуществления инновационной деятельности.