自上世纪50年代起，上海药物所就作为中科院的核心力量，参加了由中国人民解放军总后勤部、国家科委，卫生部、化工部、国防科委等共同组织的多项重要国防军工科研项目，并获得数项科技成果。如：
523军工任务：防治抗药性恶性疟疾药物青蒿素的结构改造和人工合成。该课题获1987年国家自然科学二等奖。
抗血吸虫项目：重金属促排解毒药二巯基丁二酸的研究。该药也成为被美国仿制的第一个中国发明的新药。1991年该药荣获国家科技进步二等奖、第六届全国发明展览会金奖、台湾发明人协会“金头脑新产品奖”等。
抗辐射防治药物的研究：防护原子辐射损伤急性放射病防治药物的研究，找到抗辐射高效价的化合物“1759"，此项研究成果曾在中国科学院成果展览会国防馆展出。
国家重点基础研究发展计划（亦称973计划），由科技部组织实施。该计划是党中央、国务院为实施“科教兴国"和“可持续发展战略"，加强基础研究和科技工作做出的重要决策；是实现2010年以至21世纪中叶我国经济、科技和社会发展的宏伟目标，提高科技持续创新能力，迎接新世纪挑战的重要举措。
上海药物所参与情况：
1998 牵头申报（重要疾病创新药物先导结构的发现和优化》项目，成为全国首批获立项的10个项目之一（后扩展成15个），陈凯先担任首席科学家。2008年科技部举行“973计划十周年总结表彰大会”，该项目研究团队获得“优秀团队“表彰。
2002 联合申报项目《基于生物信息学的药物新靶标的发现和功能研究》获批立项。蒋华良担任首席科学家。
2004 《基于基因功能的创新药物研究》获批立项，2009年通过专家组验收。陈凯先担任首席科学家。
2009 联合申报项目《基于蛋白质结构与相互作用的计算生物学研究》获批立项。蒋华良担任首席科学家。
2010 《基于纳米技术的药物新剂型改善肿瘤治疗效果的应用基础研究》项目获批并顺利通过验收。李亚平担任首席科学家。
2013 项目《离子通道和膜转运蛋白的结构与功能研究》获批。徐华强担任首席科学家。
2015 项目《小分子药物调控细胞命运及其机理研究》获批。谢欣担任首席科学家
1986年3月，经过邓小平批示，国务院批准了《高技术研究发展计划（“863"计划）纲要》。上海药物所在“八五”期间承担了“基于蛋白质和核酸三维结构的药物设计”项目；“九五”期间继续承担了“基于AchE三维结构的药物设计“项目，陈凯先院士为两个项目的负责人。
基于蛋白质和核酸三维结构知识的药物设计
计算机辅助药物设计以计算机为工具，设计出具有特定有效的药物分子，通过有机合成和药理测试，从中发现高效、低毒、高生物利用度的分子，进入新药研究的下一阶段。这大大加快了新药发现速度，提高了新药开发效率，大量节约了人力、物力和精力。
基于AChE三维结构的药物设计
促进了我国计算机辅助药物设计理论方法和技术的发展；该项目有助于阐明生物大分子的结构和功能的关系、生物大分子与药物小分子相互作用规律等生命科学中的重要问题。
重大专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程。2006年国家制定和颁布了《国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020）》，并将“重大新药创制"确定为《规划纲要》将要实施的16个重大专项之一。上海药物所是“重大新药创制“国家重大专项骨干承担单位之一。
“十一五”计划-主持重大专项（子）课题41项。
“十二五”计划-主持重大专项（子）课题51项。
“十三五”计划-主持1项定向委托、2项平台、3项品种课题。
——《个性化药物一基于疾病分子分型的普惠新药研发》专项（2015-2020）成果
该专项以上海药物所为依托单位，以肿瘤和代谢性疾病为核心，针对中国人群高发肿瘤、自身免疫性疾病、2型糖尿病等代谢性疾病和神经精神性疾病，发展个性化药物研究的新理论、新方法和新技术，建立我国个性化药物研发新模式，进行疾病的分子分型，研发一批个性化药物；提高用药效率，提升用药安全，减轻患者负担；建成国际一流的“个性化药物研究中心"。
2020年1月19日，上海药物所牵头中科院和上海市药物研发领域新冠疫情应急攻关任务，承担科技部、工程院、上海市等攻关项目，响应国家紧急药物研发需求，快速组建抗新冠肺炎应急药物研发攻关团队，积极投入抗新型冠状病毒药物研发中。
突出成果： 完成迄今为止针对新冠病毒关键靶标的最大规模实体筛选，进行了约548万样次筛选，获得上千个活性化合物；4篇靶标结构研究成果发表于Nature、Science；快速推进候选新药FB2001、VV116及疫苗研发；成功构建抗新型冠状病毒筛选及评价体系。
——《糖类药物研究关键技术发展及原创品种研发》专项（2020-2021）
我国是糖类物质资源大国，中药复方制剂中大多含有多糖或寡糖。1类抗阿尔茨海默病（AD）新药甘露特钠（GV-971）成功完成3期临床研究，于2019年12月29日正式上市销售。GV-971独特的作用机制和良好的临床疗效结果为复杂疾病的防治提供了特色鲜明的中国方案。因此，加强糖类药物研究具有重要的科学价值和广泛的应用前景。
任务布局：一、基于糖类药物复杂疾病共性病理基础的理论突破；二、糖类药物成药关键技术创新突破；三、原创糖类药物品种开发
