Die Einrichtung einer Restaurierungswerkstatt zur Instandhaltung der Kunstwerke aus Metall und Keramik archäologischer Herkunft geht auf Anfang des 20. Jhs. zurück und konnte im Zuge der wissenschaftlich-technischen Umorganisation der Vatikanischen Museen erfolgen. Zuvor hatten sich die „Museen des Papstes“ dafür auf die Mitarbeit externer Künstler und Restauratoren gestützt. Ab 1910 begann man dann jedoch, festes Personal in einem internen Labor zu beschäftigen, das damals noch „Kabinett für wissenschaftliche Anwendungen für Metalle und Terrakotten“ hieß.
Die Arbeiten, die sich in der ersten Hälfte der 1920er Jahre hauptsächlich auf die neue Gestaltung des (1925 eingeweihten) Museo Gregoriano Etrusco (Etruskisches Museum) konzentrierten, weiteten sich im Laufe der Jahre auch auf das Museo Gregoriano Egizio (Ägyptische Museum) aus – und im Laufe der Zeit auch auf alle anderen vatikanischen Sammlungen, die aus Metall, Keramik, Glas und Elfenbein bestehen, wie auch auf den allgemeineren Sektor der sogenannten Dekorativen Künste.
Zwischen 1980 und 1981 erhielt die Werkstatt neue Räume und Geräte – und auch ihren heutigen Namen. Die unter einem professionell-organisatorischen Aspekt entscheidende Wende erfolgte jedoch 1999, als die Sammlungen der Apostolischen Vatikanischen Bibliothek – die aus Fundstücken aus den verschiedensten Materialien und Epochen bestanden (Email, Goldschmiedekunst, Bernstein, Elfenbein) – unter die Zuständigkeit der Vatikanischen Museen gestellt wurden, wodurch sich die Funktionen, Kompetenzen und Aktivitäten der Werkstatt deutlich erweiterten.
Die Koordinierung und Leitung der Struktur obliegt heute Flavia Callori di Vignale, der acht freiberufliche Mitarbeiter und zahlreiche Mitarbeiter aus renommierten Schulen und Bildungsinstituten zur Seite stehen – wie das Zentrale Restaurierungsinstitut und die Florentiner Werkstatt für Halbedelsteine.