Nowo powstały instytut miał kilka lokalizacji - przy ulicy Konstruktorskiej i Domaniewskiej na Mokotowie oraz na ostatnim piętrze w gmachu warszawskiej PAST-y. Pod koniec lat 80. przeniósł się do swojej obecnej siedziby - na ul. Wólczyńską w Warszawie. Obecnie w ITME pracuje ponad 200 pracowników zaangażowanych w blisko 50 projektów badawczych, m.in. związanych z grafenem.