Le Centre de recherche de l’HSCM a été fondé en 1973 par le Dr Réginald Nadeau. Visionnaire de la vocation multidisciplinaire de la recherche biomédicale, il s’associe au professeur Fernand Roberge. C’est sur cette synergie productive entre cardiologues, chirurgiens cardiaques, chercheurs fondamentalistes et professeurs de génie biomédical, que s’appuie le chirurgien Pierre Pagé pour développer le programme de chirurgie des arythmies de l’Université de Montréal.
Le deuxième directeur, le Dr Conrad Pelletier, est le principal architecte de l'importante expansion du Centre de recherche. Le Dr Pelletier complète trois projets :

Le directeur actuel, Pr René Cardinal, inaugure en novembre 2001 la deuxième expansion du Centre de biomédecine (l’aile K de l’Hôpital) pour y accueillir la recherche fondamentale. Se sont alors rajoutés trois étages supplémentaires aux deux autres étages qui avaient été inaugurés en 1992. En plus d’installer adéquatement le Laboratoire de génétique des maladies rénales du Dr Daniel Bichet, cette expansion a ouvert la voie au développement de la recherche fondamentale dans l’axe de santé respiratoire ainsi que l’installation du Dr Julio Fernandes et du Pr Mohamed Benderdour du nouvel axe de traumatologie-orthopédie (2003-2004).
Des équipements de biologie cellulaire et moléculaire y sont installés grâce à des subventions de relève de la Fondation canadienne pour l'innovation (FCI) octroyées aux professeurs Guy Rousseau et Karim Maghni. Toujours grâce à des subventions de la FCI, le Centre de biomédecine abrite un Laboratoire mixte d’hémodynamique/électrophysiologie pour le groupe cardiovasculaire (A.R. LeBlanc, E. Schampaert) ainsi qu’un Laboratoire d’ingénierie de l'orthopédie-traumatologie (Y. Petit, N. Hagemeister).
Du côté de la recherche clinique, le Laboratoire de recherche en santé respiratoire, inauguré en juin 2002, connaît une expansion de l’ordre de 140 %, ainsi que des réaménagements majeurs au 3e étage de l’aile J de l’Hôpital. Cette unité abrite des activités de recherche clinique et épidémiologique, notamment celles de la chaire pharmaceutique AstraZeneca, en partenariat avec la faculté de Pharmacie de l’Université de Montréal et d’un centre multidisciplinaire des IRSC Asthme et Travail obtenu en 2004.
Plusieurs aspects ont contribué au succès du Centre de recherche ainsi qu’à la reconnaissance de ses travaux par le milieu et la communauté scientifique internationale :
