Sus inicios se remontan al año 1997 al crearse la Oficina de Investigaciones y Epidemiología Clínica de la Unidad Cardiovascular de la Fundación Valle del Lili, como respuesta a la necesidad de desarrollar la investigación clínica al interior de la institución mediante la difusión de la epidemiología clínica, la bioestadística y la medicina basada en la evidencia. Parte fundamental para el cumplimiento de la misión de la FVL.

En el año 2002 la institución obtiene el reconocimiento como grupo de investigación, según la convocatoria para Grupos Colombianos de Investigación Científica o Tecnológica.

Entre sus logros hasta 2004 se destaca su presencia en el ámbito científico nacional e internacional, con la participación en 204 eventos nacionales e internacionales, la producción de 966 resúmenes para congresos, 354 publicaciones nacionales e internacionales y 56 reconocimientos tales como el premio Ramón Atalaya 2001 al mejor trabajo en investigación clínica en cardiología, Segundo y tercer premio al mejor trabajo de investigación en el Congreso Colombiano de Anestesia 2001, y el Premio José Félix Patiño al mejor trabajo de investigación en cuidado intensivo en 2000.

A partir de enero del 2005 se establece de manera oficial el Centro de Investigaciones Clínicas, con recurso humano calificado, entrenado en las áreas de la epidemiología, bioestadística, bioética y las buenas prácticas clínicas, cuyo compromiso es servir de soporte para incrementar y profundizar en el desarrollo de la investigación a todo nivel, con Con un presupuesto autónomo y una sólida estructura administrativa, logrando tener una mayor capacidad de respuesta a las inquietudes intelectuales de todo el personal de la clínica, la industria farmacéutica y a la formulación de trabajos cooperativos con las Universidades, Colciencias (Entidad administrativa descentralizada del gobiernos nacional encargada de promover y financiar la investigación, que en 2019 se convierte en Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación) y diversos institutos de investigación local, nacional e internacional.

En 2015 se crea la Subdirección de Investigación y con ello se eleva la investigación al nivel directivo de la institución. Posteriormente en 2019 se renombra la subdirección como Investigación e Innovación, resaltando el énfasis y direccionamiento estratégico y apoyo que la Fundación Valle del Lili da al pensamiento critico e innovador en sus colaboradores.