Международные научные связи института осуществляются по следующим основным направлениям:
- проведение совместных научных исследований в соответствии с имеющимся финансированием;
- выезды научных сотрудников за рубеж для обмена опытом;
- участие в международных мероприятиях;
- прием иностранных специалистов.

Научное сотрудничество осуществлялось в рамках межправительственных межинститутских соглашений с использованием зарубежных фондов и грантов. В 2009 году были выполнены следующие международные гранты:

• «Разработка экспериментально-производственной технологии получения субстанции, создание образцов лекарственной формы, доклинические испытания субстанции, структурно-функциональное изучение и получение модифицированных форм с улучшенными фармакологическими свойствами рекомбинантной L-аспарагиназы Erwinia carotovora».
• Развитие и применение КСА моделей токсичности химических соединений по отношению к грызунам.
• От сетей генной регуляции до предсказания лекарств (From gene regulatory networks to drug prediction (Net2Drug).)
• Продвижение, развитие и применение КСА для токсикологии.

В зарубежном сотрудничестве принимают участие учреждения Болгарии, Великобритании, Германии, Греции, Индии, Испании, Италии, Китая, Норвегии, США, Финляндии, Франции, Швейцарии, Турции. Также ИНститут сотрудничает с Белоруссией.

Про­ект «Про­теом че­ло­ве­ка» — круп­ная меж­ду­на­род­ная на­уч­ная ини­ци­а­ти­ва, на­прав­лен­ная на иден­ти­фи­ка­цию всех бел­ков че­ло­ве­ка.

В ре­зуль­та­те вы­пол­не­ния про­ек­та бу­дут со­зда­ны де­ше­вые и до­ступ­ные каж­до­му ме­то­ды ме­ди­цин­ской ди­аг­нос­ти­ки, по­зво­ля­ю­щие опре­де­лять са­мые ран­ние ста­дии раз­ви­тия за­бо­ле­ва­ний, ин­ди­ви­ду­аль­ные ме­то­ды ле­че­ния за­бо­ле­ва­ний, ко­то­рые в на­сто­я­щее вре­мя счи­та­ют­ся не­из­ле­чи­мы­ми.

Мас­штаб про­тео­ма — не­сколь­ко мил­ли­о­нов бел­ков, раз­ли­ча­ю­щих­ся по сво­ей струк­ту­ре, хо­тя ко­ди­ру­ют­ся они толь­ко 26-ю тыс. ге­нов.

Чем вы­ше кон­цент­ра­ци­он­ная чувст­ви-тель­ность ана­ли­ти­чес­ко­го ме­то­да, тем боль­шее ко­ли­чест­во бел­ков мож­но ана­ли­зи­ро­вать. По­это­му для вы­пол­не­ния про­ек­та не­об­хо­ди­мо со­зда­ние тех­но­ло­гий, по­зво­ля­ю­щих ис­сле­до-ва­те­лям ра­бо­тать в кон­цент­ра­ци­ях ни­же 10^-15 м.
Меж­ду­на­род­ный про­ект Human Proteome Project ста­вит пе­ред со­бой ам­би­ци­оз­ные за­да­чи: ка­та­ло­ги­зи­ро­вать и оха­рак­те­ри­зо­вать все бел­ки в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка.

На те­ку­щем эта­пе меж­ду­на­род­ная ор­га­ни­за­ция Human Proteome Organization (HUPO, пре­зи­дент — Янг-Ки Пайк, Ко­рея) осу­щест­вля­ет под­го­тов­ку к за­пус­ку про­ек­та «Про­теом че­ло­ве­ка». В ав­гус­те 2008 го­да ака­де­ми­ку РАМН Ар­ча­ко­ву А.И., как чле­ну На­уч­но­го со­ве­та HUPO, бы­ло пред­ло­же­но ор­га­ни­зо­вать учас­тие Рос­сии в этом про­ек­те. По ини­ци­а­ти­ве А.И. Ар­ча­ко­ва, при под­держ­ке ви­це-пре­зи­ден­та РАН А.И. Гри­горь­е­ва и Пре­зи­ден­та РАМН М.И. Да­вы­до­ва со­сто­я­лось два со­ве­ща­ния с при­вле­че­ни­ем ака­де­ми­чес­кой об­щест­вен­нос­ти (24 но­яб­ря 2008 г. - под пред­се­да­тельст­вом А.А. Фур­сен­ко, 26 фев­ра­ля 2009 г. - под пред­се­да­тельст­вом А.В. Хлу­но­ва). Бы­ла пред­ло­же­на Кон­цеп­ция про­ек­та и при­ня­то ре­ше­ние одоб­рить учас­тие Рос­сии в его под­го­тов­ке.