清華大學生物科學與技術系在1984年恢復成立，微生物實驗室也在1986年成立。微生物實驗室初期的研究方向是微生物法生產二元酸的工藝技術研究，主要精力集中在微生物的教學和實驗室的建設上。周培謹教授、劉祖同教授和李藝講師、鄭佐興講師、曾榮講師，在實驗室創建期間作出了他們的貢獻，為微生物實驗室后來的發展打下了良好的基礎。

生物科學與技術的快速發展，也給微生物實驗室提供了機會。通過從海外招收杰出人員，生物科學與技術系逐漸進入了旺盛期。1994年陳國強博士應聘從加拿大阿爾伯達大學微生物系回來，接替即將退休的劉祖同教授擔任微生物實驗主任。微生物實驗室也從教學為主轉向科研為主并進入了它的快速發展時期，從單一的二元酸發酵發展到以分子生物學和基因工程為基礎，工業微生物學為支柱，應用開發為終目的的綜合實驗室。固定工作人員包括陳國強教授（長江學者）、陳金春（副教授）、吳瓊（副研究員）、汪立娟（秘書）和邢慧（后勤）。實驗室的研究人員組成也從單一的微生物專業人員發展到有分子生物學、微生物學、化學、化學工程、高分子科學和材料科學等專業的多學科隊伍。研究領域涉及微生物分子生物學、微生物基因工程、微生物代謝調控、微生物發酵工程和下游產品回收技術開發。研究課題包括微生物法合成新型材料，手性藥物中間體的微生物合成，微生物合成材料的組織工程應用等。培養了許多能掌握從分子生物學基礎出發到發酵生產工藝建立和產品回收等技能的專業人才。

目前微生物實驗室與本校高分子研究所張增民教授、胡平教授、徐軍副教授，本校材料系崔福齋教授、馮慶玲教授合作開展微生物合成的新型高分子材料聚羥基脂肪酸酯pha的應用研究，與化工系沈忠耀教授、曹竹安教授、邢新會教授開展發酵工藝的優化和放大研究，與化學系的孫素琴教授開展生物分子無損檢測技術開發等合作研究。擴大了實驗室學生的視野和知識面。

從1994年到現在，總共培養5位中外博士后、14名博士生、29名碩士研究生、92名本科生和國內外訪問學者6人，他們在微生物實驗室完成他們的論文和工作，目前部分學生在國內外各個領域做出了突出的成績。