Das 1923 gegründete Labor stellt heute einen bedeutenden Kreuzungspunkt zwischen der vatikanischen Tradition und den modernen experimentellen Methoden dar. Seine Wurzeln liegen in der jahrhundertealten Konservierungstradition der vatikanischen Sammlungen, wie die Einrichtung des Ufficio del Mundator durch Papst Paul III. im fernen 1543 bezeugt. Ein Schüler des Michelangelo Buonarroti, Francesco Amadori, der Urbiner genannt, wurde als erster mit dem regelmäßigen Abstauben der Sixtinischen Kapelle betraut. Die wachsende Sensibilität für die Konservierung und den Schutz des künstlerischen Erbes, vor allem der Malwerke, ist durch zahlreiche diesbezügliche Verfügungen belegt, die nacheinander erlassen wurden: von den Apostolischen Schreiben Benedikts XIV. aus dem Jahr 1757, die Normen für den Schutz der Kunstwerke enthalten, über die erste Verordnung für die Museen und die Päpstlichen Galerien des Jahres 1816, bis zum Pacca-Edikt von 1820, das auf legislativer Ebene ein verstärktes Engagement im Bereich der „[…] Restaurierung und Konservierung öffentlicher Denkmäler des Altertums und der Kunst […]“ einläutet. So sollte es dann schließlich Leo XII. (1823-1829) sein, der einige Räume unterhalb der Vatikanischen Bibliothek zur Verfügung stellte, die als Lagerräume der Museen und Restaurierungswerkstätten dienen konnten.

Fast ein Jahrhundert später kam es zur Gründung des damaligen „Laboratorio Restauro Pitture“ [Labor für die Restaurierung von Malereiwerken]. Seine Institutionalisierung im Jahr 1923 stellte einen wichtiger Wendepunkt im Bewusstsein der Bedeutung der Konservierung in den Vatikanischen Museen dar. So kam es auch, dass der mit der Planung der Pinakothek beauftragte Architekt Luca Beltrami beschloss, die Laborräume unterhalb der Pinakothek anzusiedeln und sie mit einem Lastenaufzug auszustatten, in dem selbst das größte Gemälde der Sammlung Platz fand: „Die letzte Kommunion des hl. Hieronymus des italienischen Meisters Domenichino (Domenico Zampieri). Das Hauptziel ist es, die Kunstwerke schnell transportieren zu können, wobei die allergrößte Sicherheit gewährleistet sein muss.
Mit den Jahren erstreckte sich die Zuständigkeit des Labors auf einen weiten und nur schwer quantifizierbaren Kunstbestand, der auf das gesamte Territorium verteilt war: vom Staat der Vatikanstadt zu den wichtigsten römischen Basiliken, bis hin zu den Päpstlichen Villen in Castel Gandolfo, insbesondere den Apostolischen Palast.