沈阳材料科学国家研究中心（以下简称“国家研究中心”）作为我国首批建设的6个国家研究中心之一，是在原沈阳材料科学国家（联合）实验室和已形成优势学科群基础上，依托中国科学院金属研究所，于2017年11月21日由科技部正式批准组建，并于2018年4月14日正式通过科技部组织的国家研究中心组建实施方案专家论证会。国家研究中心主管部门为中国科学院，首届国家研究中心主任为卢柯院士。
国家研究中心定位于创建国际一流的综合性材料基础研究平台，在已经形成优势学科基础上，进一步交叉融合，开展材料科技领域的前瞻性、战略性、前沿性学科交叉基础研究。
国家研究中心将主要针对材料领域核心科学问题和共性关键技术问题，开展基础及应用基础研究，引领材料科学发展，形成显著国际学术影响力；促进材料技术进步和材料品质提升，催生材料新技术，满足国家重大工程和经济建设可持续发展的需求。同时，将建立高水平开放共享研究平台及运行机制，营造学科交叉融合创新的学术环境，凝聚和培育一批国际一流的材料科学家和专业技术人才，打造材料研究领域人才和技术高地。
国家研究中心建设得到了中国科学院、辽宁省人民政府以及沈阳市人民政府的大力支持，三方于2018年2月5日正式签署《共建沈阳材料科学国家研究中心协议》，三方将在学科建设、人才引进、园区建设、成果转化等方面给予大力支持。
国家研究中心现已在材料基础研究、应用基础研究等方面取得多项原创科技成果，在纳米材料、碳材料、大型铸锻件、材料微观结构表征等研究方向科研成果显著，特别是在纳米结构金属材料等方面取得一系列具有国际影响力的原创科研成果，开辟了新的研究方向，在国际上持续引领该学科方向发展。
国家研究中心计划未来通过5年左右时间，在纳米金属、新型纳米功能材料等方面产生在国际上有重要影响力的原创科研成果；解决特种钢铁、轻金属等国家重大任务和装备制造业及新材料等产业转型升级急需的材料共性技术难题，支撑和培育纳米炭材料、量子材料、生物基环境友好材料等新材料产业发展。力争将沈阳材料科学国家研究国家研究中心建成国际一流、国内领先的从事材料科学前沿学科交叉基础研究以及共性关键技术研究的国家级基础研究创新科研平台，成为国家材料重大创新基地。