Em meados de 1970, a Direção do Centro Técnico Aeroespacial (CTA), resolveu criar, no então Instituto de Atividades Espaciais (IAE), a Divisão de Estudos Avançados, cujas atividades seriam orientadas, essencialmente, para tópicos avançados em desenvolvimento tecnológico e em ciência pura e aplicada. As atividades técnico-científicas da Divisão receberam um grande impulso, em 22 de agosto de 1977, quando foram inauguradas as instalações definitivas de sua sede.
O crescimento da Divisão de Estudos Avançados ocorreu de forma acelerada, acima das expectativas, o que exigiu um reajuste em sua estrutura, uma vez que a existente, em nível de Divisão, já não era mais suficiente para o cumprimento da missão atribuída.
Em 22 de outubro de 1981, com as novas instalações já em condições mínimas de operação, a Divisão foi autorizada a operar em nível de Instituto do CTA, com a designação Laboratório de Estudos Avançados, desligando-se da estrutura organizacional do IAE e transferindo-se para sua nova localização, no quilômetro no 5,5 da Rodovia dos Tamoios, em São José dos Campos.
Em 2 de junho de 1982, o Exmo. Sr. Presidente da República assinou o Decreto no 87.247, criando o Instituto de Estudos Avançados como parte integrante do CTA, visto que a designação de laboratório estava reservada para instalações de menor porte, com atividades muito específicas.
Em janeiro de 2006, foi consolidada a intenção do Comando da Aeronáutica (COMAER) de transferir de Brasília para São José dos Campos o Departamento de Pesquisas e Desenvolvimento (DEPED), órgão ao qual o Centro Técnico Aeroespacial estava subordinado.
A mudança promoveu uma reestruturação organizacional que extinguiu o Centro Técnico Aeroespacial e criou um novo órgão, o Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial, mantendo-se a sigla CTA. O IEAv passa, então, a atuar como Organização Militar do Comando da Aeronáutica, com subordinação ao Comando-Geral, atual Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA).