เมื่อสหรัฐอเมริกาแถลงในที่ประชุมองค์การสหประชาชาติในวันที่ ๒๓ กันยายน พ.ศ. ๒๔๙๗ ที่จะดำเนินการตามแผนการใช้พลังงานปรมาณูให้เกิดประโยชน์ในทางสันติ ตามโครงการของประธานาธิบดีไอเซนเฮาเวอร์ แล้ว สหรัฐฯ ก็ได้จัดส่งผู้แทนรัฐบาลไปยังประเทศต่างๆ ทั่วโลก เพื่อแจ้งแผนการให้ทราบ รวมถึงส่งผู้แทนเดินทางมายังประเทศไทยด้วย
รัฐบาลไทยโดยมติคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ ๑๗ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๔๙๗ ได้เห็นชอบให้แต่งตั้งคณะกรรมการขึ้นเพื่อหารือกับคณะผู้แทนสหรัฐอเมริกาในเรื่องนี้ โดยประกอบด้วยผู้ทรงคุณวุฒิในสาขาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับด้านวิทยาศาสตร์ในขณะนั้น เรียกว่า “คณะกรรมการเกี่ยวกับพลังงานปรมาณู” ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น (คณะกรรมการพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ) เมื่อคณะกรรมการฯ เสนอรายงานการเจรจาหารือต่อคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ ๗ ธันวาคม พ.ศ. ๒๔๙๗ คณะรัฐมนตรีก็ได้มีมติอนุมัติให้คณะกรรมการฯ ดำเนินกิจการด้านพลังงานปรมาณูเพื่อสันติต่อไป และเห็นชอบด้วยกับข้อเสนอแนะของคณะกรรมการฯ ในการจะจัดหาเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัยเครื่องหนึ่ง พร้อมทั้งห้องปฏิบัติการด้านนิวเคลียร์ของประเทศ เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ในการฝึกอบรม ศึกษา ทดลอง และการวิจัย สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในกิจการเกี่ยวกับพลังงานปรมาณูในทางสันติ โดยสหรัฐอเมริกาเสนอจะให้ความช่วยเหลือในการฝึกอบรมนักวิทยาศาสตร์ไทยด้านพลังงานปรมาณูเพื่อสันติและให้ความช่วยเหลือด้านอุปกรณ์นิวเคลียร์และไอโซโทปเพื่อใช้ในกิจการแพทย์ และวิทยาศาสตร์สาขาอื่น
จากนั้นกิจการพลังงานปรมาณูเพื่อสันติในประเทศไทยจึงเริ่มขึ้นโดยผ่านการให้ความช่วยเหลือจากต่างประเทศในด้านต่างๆ สืบมา จนในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๙๘ นักวิทยาศาสตร์ไทยและผู้ที่ได้รับทุนตามความช่วยเหลือในรุ่นแรกได้เริ่มเดินทางไปศึกษาอบรมยังสหรัฐอเมริกา ที่ Argonne และเมื่อทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency, IAEA) ได้จัดตั้งขึ้นเมื่อวันที่ ๒๙ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๐๐ โดยเป็นองค์กรอยู่ในอาณัติขององค์การสหประชาชาติ ประเทศไทยเป็นประเทศที่ ๕๘ ที่ลงนามในสัตยาบันและนับว่าเป็นสมาชิกของทบวงการฯ ตั้งแต่วันที่ ๑๕ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๐๐
วันที่ ๑๔ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๐๑ คณะรัฐมนตรีมีมติอนุมัติให้คณะกรรมการพลังงานปรมาณูเพื่อสันติเปิดการประกวดราคาเครื่องปฎิกรณ์ปรมาณู และวันที่ ๒๒ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๐๑ มีการลงนามในสัญญาสั่งซื้อเครื่องปฎิกรณ์ปรมาณูวิจัยจากบริษัทเคอร์ติสไรต์ สหรัฐอเมริกา จากนั้นคณะกรรมการฯ มีมติเมื่อวันที่ ๒๐ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๐๓ เห็นชอบให้ใช้ที่ดินของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์บางเขน ถนนศรีรับสุข (ถนนวิภาวดีรังสิต ในปัจจุบัน) เป็นสถานที่ก่อสร้างอาคารปฎิกรณ์ปรมาณู เนื่องจากการดำเนินการที่ผ่านมาของคณะกรรมการฯ ใช้กรมวิทยาศาสตร์ (กรมวิทยาศาสตร์บริการปัจจุบัน) เป็นสถานที่ทำการชั่วคราวและรัฐบาลยังมิได้มอบหมายให้หน่วยงานใดมีหน้าที่รับผิดชอบโดยตรงในโครงการก่อสร้างอาคารและติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ฯ ในระยะเริ่มแรกจึงต้องใช้วิธียืมบุคลากรจากหน่วยราชการต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่เคยผ่านการศึกษาอบรมในสาขาต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ หรือวิศวกรรมเครื่องปฏิกรณ์ฯ จากต่างประเทศมาปฏิบัติงาน โดยรับช่วงงานภาคปฏิบัติจากคณะกรรมการฯ ซึ่งเป็นผู้กำหนดนโยบายและแผนงานมาดำเนินการต่อในรูปขอคณะอนุกรรมการเฉพาะกิจ
ต่อมาเมื่อวันที่ ๒๕ เมษายน พ.ศ. ๒๕๐๔ รัฐบาลประกาศใช้พระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ พ.ศ. ๒๕๐๔ และพระราชบัญญัติจัดระเบียบราชการสำนักนายกรัฐมนตรี (ฉบับที่ ๘) พ.ศ. ๒๕๐๔ ราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ ๗๘ ตอนที่ ๓๖ เป็นการจัดตั้งสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ มีที่ตั้งที่ถนนศรีรับสุข บางเขน พระนคร นับจากนั้นเป็นต้นมา (ปัจจุบันคือเลขที่ 16 ถ.วิภาวดีรังสิต จตุจักร กทม. 10900) โดยบทบาทหลักของสำนักงานฯ มุ่งเน้นด้านการวิจัยค้นคว้า เพื่อนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เพื่อการพัฒนาประเทศ รวมทั้งควบคุมความปลอดภัยทั่วไปแก่ผู้ใช้ทั้งภายในและภายนอกสำนักงานฯ และอยู่ภายใต้สังกัดกระทรวงต่างๆ ตามลำดับดังนี้
พ.ศ. ๒๕๐๔ – ๒๕๐๖ สังกัดสำนักนายกรัฐมนตรี
พ.ศ. ๒๕๐๖ – ๒๕๑๕ สังกัดกระทรวงพัฒนาการแห่งชาติ
พ.ศ. ๒๕๑๕ – ๒๕๒๒ สังกัดกระทรวงอุตสาหกรรม
พ.ศ. ๒๕๒๒ – ๒๕๓๕ สังกัดกระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและการพลังงาน
พ.ศ. ๒๕๓๕ – ๒๕๔๕ สังกัดกระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม
พ.ศ. ๒๕๔๖ – ๒๕๖๒ สังกัดกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
พ.ศ. ๒๕๖๒ – ปัจจุบัน สังกัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
จากนโยบายการปฏิรูประบบราชการให้มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลของรัฐบาล ตามพระราชบัญญัติปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม พ.ศ. ๒๕๔๕ มาตรา ๓๙ กำหนดให้มีสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ เป็นส่วนราชการ สังกัดกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และตามพระราชกฤษฎีกา แก้ไขบทบัญญัติให้สอดคล้องกับการโอนอำนาจหน้าที่ของส่วนราชการให้เป็นไปตามพระราชพระราชบัญญัติปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม พ.ศ. ๒๕๔๕ มาตรา ๗๙ (๒) แก้ไขคำว่า “สำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ” เป็น “สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ” และ “เลขาธิการสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ” เป็น “เลขาธิการสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ”
และต่อมาได้มีการแยกภารกิจด้านการวิจัยและพัฒนาด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์และการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ รวมทั้งการให้บริการทางเทคโนโลยีนิวเคลียร์และรังสีออกจากสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ ตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) พ.ศ. ๒๕๔๙ ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ ๑๒๓ ตอนที่ ๓๙ ก วันที่ ๒๐ เมษายน พ.ศ. ๒๕๔๙ มีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ ๒๑ เมษายน พ.ศ. ๒๕๔๙ เป็นต้นไป รวมถึงมติคณะรัฐมนตรีวันที่ ๒๑ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๔๙ เรื่องการโอนกิจการ ทรัพย์สิน สิทธิ หนี้สินและเงินงบประมาณเฉพาะส่วนที่เกี่ยวกับงานวิจัยด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์และการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอยู่ในวันที่พระราชกฤษฎีกาบังคับใช้ให้กับสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
ด้วยวิทยาการด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์ได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้พระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ พ.ศ. ๒๕๐๔ และที่แก้ไขเพิ่มเติม พ.ศ. ๒๕๐๘ มีบทบัญญัติบางประการไม่เหมาะสมกับสถานการณ์ปัจจุบัน จึงจำเป็นที่ต้องมีการกำหนดกฎเกณฑ์เพื่อให้เกิดความปลอดภัยและความมั่นคงปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสีและการพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ เพื่อคุ้มครองประชาชนและสิ่งแวดล้อม และเพื่อให้สอดคล้องกับกฎเกณฑ์ในทางสากลที่เกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ จึงจำเป็นต้องตราพระราชบัญญัติพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติ พ.ศ. ๒๕๕๙ ขึ้นมา และได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ ๕ สิงหาคม ๒๕๕๙ และมีผลบังคับใช้ วันที่ ๑ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๐
ต่อมาได้มีการปรับปรุงการแบ่งส่วนราชการสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อให้สอดคล้องกับภารกิจที่เพิ่มขึ้นตามกฎหมายว่าด้วยพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติและเหมาะสมกับสภาพของงานที่เปลี่ยนแปลงไป อันจะส่งผลให้การปฏิบัติภารกิจตามหน้าที่และอำนาจมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลยิ่งขึ้น จึงได้มีกฎกระทรวงแบ่งส่วนราชการสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พ.ศ. ๒๕๖๑ ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ ๒๔ มกราคม พ.ศ. ๒๕๖๑
แต่เนื่องด้วยพระราชบัญญัติพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติ พ.ศ. 2559 ได้กำหนดบทบัญญัติในการกำกับดูแลเครื่องกำเนิดรังสีที่เคร่งครัดซึ่งส่งผลให้ผู้มีส่วนเกี่ยวข้องได้รับผลกระทบ จึงได้มีการเสนอแก้ไขเพิ่มเติมพระราชบัญญัติพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติ พ.ศ. ๒๕๕๙ ต่อสภานิติบัญญัติแห่งชาติ เพื่อเป็นการลดภาระแก่ผู้ที่ดำเนินการเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดรังสี ตลอดจนแก้ไขอัตราโทษและดุลพินิจในการกำหนดโทษให้มีความเหมาะสม จึงตราพระราชบัญญัติพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติ (ฉบับที่ ๒ ) พ.ศ. ๒๕๖๒ ขึ้น และได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ ๕ เมษายน ๒๕๖๒ และมีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ ๔ มิถุนายน ๒๕๖๒
นอกจากนี้ ในปี พ.ศ. ๒๕๖๒ ถือเป็นปีสำคัญของไทยในเวทีระดับภูมิภาคและระดับนานาชาติ โดยการเป็นประธานอาเซียน และสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติรับหน้าที่เป็นประธานเครือข่ายหน่วยงานกำกับดูแลความปลอดภัยจากพลังงานปรมาณในภูมิภาคอาเซียน หรือ ASEANTOM (ASEAN Network of Regulatory Bodies on Atomic Energy) และเป็นเจ้าภาพจัดการประชุมและฝึกอบรมเพื่อเสริมศักยภาพ รวมทั้งความแข็งแกร่งต้านการกำกับดูแลความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสีร่วมกับหน่วยงานที่เกี่ยวช้อง ทั้งในภูมิภาคอาเซียน และหน่วยงานคู่เจรจา ตลอดปี พ.ศ. ๒๕๖๒ โดยเฉพาะกิจกรรมด้านความมั่นคงปลอดภัยของวัสดุกัมมันตรังสี (Security of Radioactive Materia) และการเตรียมความพร้อมและรับมือกรณีฉุกเฉินทางนิวเคลียร์และรังสี (Emergency Preparedness and Response)
ปัจจุบันสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ จึงเป็นหน่วยงานหลักในการเสนอแนะนโยบายแนวทาง และแผนยุทธศาสตร์ด้านพลังงานนิวเคลียร์ในทางสันติ และกำกับให้เกิดความปลอดภัยแก่ผู้ใช้ ประชาชน และสิ่งแวดล้อม โดยการบริหารจัดการด้านพลังงานนิวเคลียร์และรังสี กำกับดูแลความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสี เพื่อให้มีนโยบายและแผนยุทธศาสตร์ด้านพลังงานนิวเคลียร์ในทางสันติ ให้เป็นไปตามพันธกรณีหรือความตกลงระหว่างประเทศและมาตรฐานสากล
(อัพเดท 30 กันยายน 2562)