Pengembangan lembaga penelitian karet diawali dari pembentukan Buitenzorg Botanic Garden di Bogor, Jawa Barat pada tahun 1890-an, yang mulai melakukan penelitian tanaman perkebunan antara lain: teh, kopi, tembakau dan karet. Selanjutnya, sejak tahun 1900-an dibentuk lembaga-lembaga penelitian perkebunan di berbagai daerah dengan masing-masing mandat komoditas, antara lain: “Algemeen Proefstation voor Thee” di Bogor (1916), “Proefstation voor Rubber” di Bogor (1915), and “Besoekisch Proefstation” di Jember (1912). Pada tahun 1933 berbagai lembaga penelitian perkebunan yang ada disatukan ke dalam pusat penelitian perkebunan “Centrale Proefstation Vereniging” (CPV) sebagai berikut: “Proefstation der CPV” Bogor, “Proefstation der CPV” Malang, “Proefstation der CPV” Jember. Pada perkembangan selanjutnya, ketiga lembaga penelitian tersebut digabung menjadi satu lembaga penelitian perkebunan saja yaitu “Proefstation der CPV” yang berkedudukan di Bogor.

Sementara itu pemerintah Belanda pada tahun 1941 juga membentuk lembaga penelitian karet alam yang disebut dengan “”Nederlands Indische Instituut voor Rubber Onderzoek” stichting (NIRO Stichting), yang kemudian pada tahun 1948, lembaga tersebut diubah menjadi “Indonesisch Instituut vor Rubbber Onderzoek” stichting (INIRO Stichting).

Setelah proses pengambilalihan perusahaan-perusahaan Belanda oleh pemerintah republik Indonesia pada tahun 1957, maka “Proefstation der CPV” Bogor diubah namanya menjadi Balai Penyelidikan Perkebunan Besar berkedudukan di Bogor dengan cabangnya di Jember, dan “Indonesisch Instituut vor Rubbber Onderzoek” stichting (INIRO Stichting) menjadi Balai Penyelidikan dan Pemakaian Karet. Kedua Balai Penyelidikan tersebut selanjutnya digabung menjadi Balai Penelitian Perkebunan Bogor pada tahun 1968.

Setelah terbentuknya Asosiasi Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Indonesia (AP3I), nama Balai Penelitian Perkebunan Bogor diubah menjadi Pusat Penelitian Perkebunan Bogor pada tahun 1989. Tugas pokok Puslitbun Bogor antara lain melakukan penelitian rintisan untuk semua jenis komoditi perkebunan tradisional yaitu: karet, kelapa sawit, kelapa, kopi, kakao, teh dan kina.

Lembaga penelitian perkebunan lain yang melaksanakan penelitian karet pada masa lampau adalah: Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Tanjung Morawa (P4TM) di Sumut (berdiri tahun 1968), Balai Penelitian Perkebunan Sungei Putih (berdiri tahun 1981) di Sumut, Balai Penelitian Perkebunan Sembawa di Sumsel (1981), dan Research Centre Getas (RC) Getas di Jawa Tengah (1968). Setelah terbentuknya Asosiasi Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Indonesia (AP3I) pada tahun 1987, maka sejak tahun 1989 ke empat lembaga penelitian karet tersebut berubah nama menjadi: Pusat Penelitian Perkebunan Tanjung Morawa (P3TM), Pusat Penelitian Perkebunan Sungei Putih, Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa dan Pusat Penelitian Perkebunan Getas.

Pada proses selanjut, terjadi proses transformasi lembaga dari Asosiasi Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Indonesia (AP3I) menjadi Lembaga Riset Perkebunan Indonesia (LRPI) pada tahun 1992. Sejak terbentuknya LRPI tersebut, ke empat Pusat Penelitian Perkebunan (Puslitbun) yang mempunyai mandat penelitian komoditas karet tersebut di atas dikoordinasikan ke dalam lembaga Pusat Penelitian Karet yang berkedudukan di Sungei Putih (Sumut). Selain itu, bagian Pascapanen Karet di Puslitbun Bogor kemudian dipindahkan ke Puslit Karet, sehingga struktur dan unit kerja Puslit Karet sejak 1992 adalah sebagai berikut:

• Puslitbun Sungei Putih menjadi Pusat Penelitian Karet Sungei Putih.
• Puslitbun Sembawa menjadi Balai Penelitian Sembawa, dan Sekarang Manjadi Pusat Penelitian Karet Sembawa
• Puslitbun Getas menjadi Balai Penelitian Getas
• Bagian Pascapanen Karet Puslitbun Bogor menjadi Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor.

Sejak tahun 2003, Kantor Pusat Penelitian Karet di pindah ke Tanjung Morawa, Sumut, sehingga Puslit Karet Sungei Putih menjadi Balai Penelitian Sungei Putih. Selanjutnya, pada bulan April 2011 Kantor Pusat Penelitian Karet di pindah ke Bogor dan diintegrasikan ke dalam Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor. Pada September 2019 Kantor Pusat Penelitian Karet berpindah ke Sembawa sehingga Balai Penelitian Sembawa berubah menjadi Pusat Penelitian Karet Sembawa. Unit kerja di bawah Pusat Penelitian Karet Sembawa adalah: Balai Penelitian Sungei Putih (Sumatera Utara), Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor (Jawa Barat), dan Balai Penelitian Getas (Jawa Tengah).

Pusat Penelitian Karet Sembawa adalah salah satu unit kerja dari PT Riset Perkebunan Nusantara (PT RPN), yang merupakan transformasi dari Lembaga Riset Perkebunan Indonesia (LRPI) sejak Desember 2009. Puslit Karet Sembawa mempunyai mandat utama melaksanakan penelitian dan pengembangan komoditas karet.