Az intézet több mint hatvanéves múltra tekint vissza. 1958-ban Petrányi Gyula professzor hozta létre az első jogelőd Izotóplabort, így ennek köszönhetően hagyományos nukleáris medicina vizsgálatokat már 1959 óta végeznek folyamatosan az egyetemen.

Kelet-közép Európa első PET Centrumát 1994-ben alapította a Debreceni Orvostudományi Egyetem a Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézetének (ATOMKI) a telephelyén. A program elindítását nagymértékben megkönnyítette, hogy az ATOKI-ban rendelkezésre állt a PET-tevékenységhez szükséges infrastruktúra jelentős hányada (ciklotron, radiokémiai laboratórium), ugyanakkor intenzív fejlesztési programokat kellett elindítani a beruházásra fordítható anyagi támogatás teljes hiánya miatt. A házon belüli fejlesztések eredményeképpen készültek el a 11C, 13N, 15O és 18F izotópok előállításához szükséges, távirányítható targetkamrák, valamint számos, számítógép által vezérelt radioszintézis box.

A jelentős fejlesztési és karbantartási feladatoknak az ellátása, valamint a PET Centrumban számos klinikai és kutató intézettel/intézménnyel kollaborációban végzett, széleskörű kutatási aktivitás eredményeképpen igen magas szintű diagnosztikus, preklinikai és képalkotó tevékenységet sikerült kialakítani.

A Nukleáris Medicina Intézet számára 2005-ben fejezték be egy 1200 m2 hasznos alapterülettel rendelkező új épület elkészítését immár a Debreceni Orvostudományi Egyetem telephelyén. Ez az épület egy teljes értékű PET-program minden összetevőjét (betegvizsgálatok, radiokémiai és szerveskémiai fejlesztések, GMP-konform radiofarmakon előállítás, sejtes és kisállat modellrendszereken végzett vizsgálatok, állatház) már be tudta fogadni.

A Debreceni Egyetem 2006-ban a Nukleáris Medicina Intézetben integrálta a két jogelődöt, a Nukleáris Medicina Tanszéket és a PET Centrumot, illetve még ebben az évben a betegellátás kiszervezésre került a Scanomed Kft részére.