По Уставу 1836 г., введённому указом императора Николая I, АН была призвана выполнять 3 главные задачи, состоявшие в научно-исследовательской работе, распространении просвещения и применении результатов своих исследований к практике.
В 1841 г. к АН присоединена Российская академия. В структуре АН образованы 3 отделения: физико-математических наук, русского языка и словесности (бывшая Российская академия), исторических наук и филологии (с 1844 историко-филологическое, с 1916 исторических наук и филологии).
Действительными членами АН были, как правило, крупнейшие отечественные учёные – математики М. В. Остроградский, В. Я. Буняковский, П. Л. Чебышёв, А. А. Марков, А. М. Ляпунов, физики В. В. Петров, Э. Х. Ленц, Б. С. Якоби, князь Б. Б. Голицын, химики Н. Н. Зинин, А. М. Бутлеров, Н. Н. Бекетов, Н. С. Курнаков, астрономы В. Я. Струве, А. А. Белопольский, Ф. А. Бредихин, биологи К. М. Бэр, А. О. Ковалевский, физиолог И. П. Павлов, минералог Н. И. Кокшаров, геолог А. П. Карпинский, филолог А. Х. Востоков, литературовед А. Н. Веселовский, историк С. М. Соловьёв и др. Многие крупные учёные имели звания почётных членов (математик Ф. Г. Миндинг, исследователи Средней и Центральной Азии Н. М. Пржевальский, П. П. Семёнов-Тян-Шанский, лингвист В. И. Даль, историк флота Ф. Ф. Веселаго, врач Г. А. Захарьин и др.) и членов-корреспондентов (математик С. В. Ковалевская, механик Н. Е. Жуковский, филолог А. А. Потебня, биологи И. И. Мечников, И. М. Сеченов, К. А. Тимирязев, химики Д. И. Менделеев, А. А. Воскресенский и др.). Почётными академиками по разряду изящной словесности были избраны В. Г. Короленко, А. П. Чехов, Л. Н. Толстой, В. В. Стасов и др.
29 марта (11 апреля) 1917 г. на Общем собрании АН принято решение о переименовании академии в Российскую академию наук (РАН) [утверждено Временным правительством 11(24) июля 1917, постановление опубликовано в Собрании узаконений и распоряжений правительства 25 октября (7 ноября) 1917]. Были значительно расширены автономные права академии – президент стал избираться Общим собранием из числа ординарных академиков сроком на 5 лет, причём он должен был получить (тайным голосованием) не менее ⅔ голосов всех присутствующих
В 1925 г. принято постановление Центрального исполнительного комитета и Совета народных комиссаров СССР (СНК СССР) «О признании Российской Академии наук высшим учёным учреждением Союза ССР», в соответствии с которым РАН переименована в Академию наук СССР (АН СССР) (Собрание законов и распоряжений Рабоче-Крестьянского правительства СССР. 1925. Отд. 1. № 48. Ст. 351. С. 712).
Постановлением СНК СССР от 18 июня 1927 г. утверждён Устав АН СССР (Собрание законов и распоряжений Рабоче-Крестьянского правительства СССР. 1927. Отд. 1. № 35. Ст. 367. С. 711–718). Новые уставы принимались в 1930, 1935, 1959, 1963 гг.
В 1929 г. в системе АН СССР создана аспирантура (Отчет о деятельности. 1930. С. 238–239).
Постановлением СНК СССР от 25 апреля 1934 г. АН переведена из Ленинграда (ныне Санкт-Петербург) в Москву (Документы по истории. 1988. С. 266).
В 1938 г. СНК СССР утвердил новую структуру АН – 8 отделений по основным группам наук: физико-математических, химических, геолого-географических, биологических, технических, экономики и права, истории и философии, литературы и языка. Согласно Уставу 1963 г. создавалась новая структура академии: 4 секции Президиума объединили 16 отделений.
В 1957 г. постановлением Совета Министров СССР было создано Сибирское отделение Академии наук СССР (Уставы. 1974. С. 201).
В 1987 г. постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР организованы Дальневосточное и Уральское отделения АН.
