中央軍委直接領導下的軍事科學研究機關。全軍軍事科學研究的中心，計畫協調全軍軍事科學研究工作的機構，中央軍委和人民解放軍總部從理論高度指導國防建設、軍隊建設的助手。
軍事科學院的基本任務為：開展軍事基礎理論、應用理論和對策研究，為中央軍委、人民解放軍總部決策提供諮詢建議，為國防和軍隊建設及作戰提供理論指導，為部隊、機關和院校提供軍事學術資訊；組織協調全軍開展軍事科學研究；培訓具有碩士以上水準的軍事科研人才；負責中國軍事科學學學會的日常工作。
為適應軍隊現代化建設的需要，20世紀50年代中期，中央軍委多次召開會議，醞釀建立專門的軍事科學研究機構。1956年12月，成立瞭以葉劍英為主任的籌備委員會進行籌備工作，籌建工作以軍委訓練總監部軍事科學條令部為基礎進行。
中國人民解放軍軍事科學院辦公大樓
1958年3月15日，軍事科學院在北京正式成立。編制為大軍區級，直屬中央軍委和國防部領導，葉劍英為首任院長兼政治委員。院設學術秘書處、政治委員辦公室、院務部、計劃指導部和戰史、戰爭理論、戰役、戰術等研究部，全院幹部編制總數為361人。1959年3月，組建外軍研究部。同年，籌建軍事技術教研館。1966年“文化大革命”開始後，軍事科研遭到嚴重破壞。1969年11月，人員裁減3/4，軍事技術直觀教研館被撤銷。1972年9月，進行調整恢復，編制員額增至736人。1973年增設政治工作研究處。1976年設《軍事學術》雜志社。
1978年中共十一屆三中全會後，軍事科學院工作進入新階段。1979年成立軍制部，設立作戰運籌分析研究室。1982年，建立軍事科學出版社。1983年5月，《中國大百科全書·軍事》卷編審委員會編審室納入軍事科學院編制，後改稱軍事百科研究部。1986年7月，進行體制編制調整，戰爭理論研究部、戰術研究部和戰史研究部分別調整為戰略研究部、戰役戰術研究部和軍事歷史研究部；作戰運籌分析研究室、政治工作研究室和軍事辯證法研究室分別調整為軍事運籌分析研究所、軍隊政治工作研究所和毛澤東軍事思想研究所。1988年設研究生辦公室（1993年改稱研究生部）。後經過數次調整，至2003年年底，院機關有科研指導部、政治部、院務部；學術研究有戰爭理論和戰略、作戰理論和條令、軍隊建設、世界軍事等研究部；還設有軍事運籌分析研究所、軍事歷史研究所（室）（隸屬戰爭理論和戰略研究部）、軍隊政治工作研究所（室）（隸屬軍隊建設研究部）、軍事百科研究所（室）（隸屬軍隊建設研究部）、軍事科學出版社、軍事圖書資料館和研究生部等部門。
軍事科學院建院以來，以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，推動軍事科研事業不斷發展，為軍委、總部決策服務，為國防建設、軍隊建設和軍事鬥爭服務，在各個領域取得瞭豐富的研究成果。譯編馬克思、恩格斯、列寧、斯大林的軍事文選、文集，選編毛澤東、鄧小平、江澤民的軍事論著；編寫和修訂條令、條例等軍事法規；開展軍隊建設和作戰重大現實問題的研究；編著戰略、戰役、戰術和軍制等軍事理論著作；編寫中國人民解放軍軍戰史、中外軍戰史著作；研究世界軍事情況和軍事思想；組織編纂軍事百科全書等軍事工具書；進行作戰運籌和模擬系統研究；編輯發行《中國軍事科學》等多種軍事學術刊物。組織協調全軍進行軍事科研活動，先後同50多個國傢的軍事學術團體和專傢進行學術交流，派遣部分聯合國軍事觀察員。軍事科學院建立瞭兩級學科體系，其中一級學科14個，二級學科74個，共29個研究方向。共有研究員、副研究員近200名，博士、碩士占40％以上。享受政府特殊津貼待遇的專傢、國傢級有突出貢獻的中青年專傢、全軍專業技術重大貢獻獎獲得者有60餘人。有軍事學碩士學位授予點8個，博士學位授予點6個，並設有博士後工作流動站。
軍事科學院歷任院長：葉劍英、宋時輪、鄭文翰、蔣順學、趙南起、徐惠滋、劉精松、王祖訓、葛振峰、張定發、鄭申俠；政治委員：葉劍英（兼）、粟裕、王樹聲、王新亭、廖漢生、劉志堅、蕭華、袁升平、梁必業、王誠漢、楊永斌、張序三、張工、溫宗仁、劉源。