Il “Gabinetto di Applicazioni Scientifiche dei Musei Vaticani” viene fondato nel 1935, sotto la guida di Vittorio Federici. In quella prima fase le attività sono focalizzate soprattutto sull’analisi delle leghe dei manufatti archeologici e storico artistici, così come dei pigmenti dei dipinti murali e mobili.
A partire dagli anni Sessanta il Laboratorio attraversa un periodo di forte trasformazione grazie all’acquisizione di nuovi strumenti e nuovi ambienti; risalgono ad allora, per esempio, le prime sperimentazioni delle gomme siliconiche.
Con il tempo, i campi di studio e ricerca, di quello che oggi va sotto il nome di Laboratorio di Diagnostica per la Conservazione e il Restauro, si sono ampliati anche per via del forte spirito innovativo che ne ha contraddistinto i  lavori e gli interventi.
Attualmente, il Laboratorio è diretto dal professor Ulderico Santamaria con la collaborazione di Fabio Morresi e con il supporto di personale altamente qualificato e specializzato nell’ambito delle scienze applicate ai beni culturali.