Первым директором института был назначен основоположник микробиологии Луи Пастер (1822–1895), для успешной работы которого, собственно, и создавалось это научное учреждение. Институт Пастера является одним из мировых лидеров в изучении инфекционных заболеваний. Здесь были сделаны важнейшие открытия, которые привели к успешной борьбе против таких вирулентных заболеваний как дифтерия, столбняк, туберкулёз, полиомиелит, грипп, жёлтая лихорадка и чума. В 1983 году здесь был открыт ВИЧ.

С 1908 года восемь учёных института стали лауреатами Нобелевской премии в области медицины и физиологии, один из которых – русский ученый Илья Ильич Мечников (1845–1916), удостоенный этой почетной награды в 1908 году. Мечников переехал в Париж в 1887 году, получив для исследований лабораторию в созданном Луи Пастером институте. С 1905 он занимал пост заместителя директора этого института.