金属材料强度全国重点实验室在重组前为金属材料强度国家重点实验室，其前身是由周惠久院士和涂铭旌院士等西迁前辈于1963年建立，2018年评估优秀，是我国材料科学领域唯一的以材料力学行为研究为主的国家级实验室，历经60余年发展，在材料科学与工程领域取得了一系列突破性进展和标志性成果。全国重点实验室针对材料构效关系这一国家重大需求，布局了金属材料的形变相变与强韧化、高性能涂层设计制备与服役行为、功能结构一体化材料的多尺度结构调控以及材料微纳结构的多场演变与原位表征四项重点任务。实验室同时为了强化服务国家重大战略需求的力度，与苏州国家实验室等国家实验室开展了密切合作，与中广核等集团共建了校外产学研基地，与中国航天等集团联创了军民融合创新平台。目前实验室已形成以孙军院士领衔，以六十位国家级人才为中坚力量，攻关能力强、勇于承担国家重大任务的国际影响力显著的创新团队。
实验室主持承担了以国家973计划、国家自然科学基金创新研究群体、国家重点研发计划和国防军工重大重点项目为代表的一批国家重要科技任务，取得了丰硕的科研成果：以第一单位完成的“低碳马氏体的应用基础开发技术” 获首届国家科技进步一等奖。近年来，实验室以一作或通讯作者发表了以Nature（7篇）、Science（12篇）为代表的系列原创性研究论文；以第一完成单位和第一完成人获得国家科学技术二等奖11项、中国科学十大进展和中国高等学校十大科技进展各1项。在成果转化方面，突破了多项制约我国相关领域发展的材料技术瓶颈，为科技发展、国民经济和国防建设做出了突出贡献。