当講座は、１９６１年、医化学教室が二つの講座にわけられ、医化学第二講座として創設された。当初は、早石修が両講座の教授を務め、第二講座は、沼正作が初代の教授に着任する１９６８年までの期間、二人の助教授によって統括されていた。以来、定年退官直前の１９９２年二月まで、沼正作が教授を務めた。その後、１９９３年３月、月田承一郎が二代目の教授として着任し、翌年、大学院大学化に伴い、医化学第二講座から、分子細胞情報学専攻へと名称も変更された。 詳しくは医化学１００周年記念誌を参照されたい。
現在の月田承一郎を中心とした研究グループそのものは、昭和６１年７月に月田承一郎（室長）と月田早智子（研究員）が、東京都臨床医学研究所に着任した時点で形成されたものである。 米村重信が大学院生として、永渕昭良が研究員として、伊藤雅彦が大学院生としてこの時加わった。 平成２年１月、このグループはそのまま、岡崎国立共同研究機構生理学研究所に移り、月田承一郎が教授、月田早智子、米村重信、永渕昭良が助手となり、さらに古瀬幹夫が大学院生として加わった。 平成７年４月、月田承一郎は京都大学医学部医化学第二講座（現分子細胞情報学）に教授として移り、米村重信と永渕昭良が講師として、伊藤雅彦と古瀬幹生が助手として、また月田早智子が医療技術短期大学部の教授としてほぼ同時に京都へ移った。
平成１２年１０月、永渕昭良は熊本大学発生医学研究センターの教授に就任し転出した。 また平成１３年度４月より、米村重信は神戸に新設される理研の発生・再生研究センターのグループリーダーに着任、さらに５月より伊藤雅彦は助手を休職してアメリカバークレーに留学した。 ５月１日付けで、古瀬幹夫が助教授に、久保亮治が新らたに助手に着任し、さらに７月１日付けでと足立誠が助手に着任することで、グループは大きく様変わりした。