Комплекс споруд інституту розміщується за двома адресами: на вул. Желябова, 2-а (сім корпусів, зведених у 1960-і рр.) й Відділення тепломасообмінних технологічних процесів — на вул. Академіка Булаховського, 2 (три корпуси, 1973). До цього інститут містився на вул. О. Гончара, 55-б.
Заснований 1947 на базі філіалу Інституту енергетики АН УРСР (у Харкові) як Інститут теплоенергетики АН УРСР. 1964 реорганізований в Інститут технічної теплофізики АН УРСР (тепер НАН України).
У головному корпусі на вул. Желябова, 2-а (споруджений 1964 на червоній лінії забудови вулиці; чотириповерховий, цегляний) працювали: Геращенко Олег Аркадійович (1925— 92) — теплофізик, чл.-кор. АН УРСР (з 1975) . В інституті з 1951. У 1972—92 — завідувач відділу, одночасно 1973— 82 — директор інституту. Наукові праці — з питань технічної теплофізики. Створив новий напрям в експериментальній теплофізиці — теплометрію. Працював у кабінеті директора (№ 230). 1964—96 — Дибан Євген Павлович (1925—96) вчений у галузі теплотехніки та теплофізики, акад. АН УРСР (з 1992), заслужений діяч науки УРСР (з 1980). В інституті з 1950, у 1964-96 — завідувач відділу. Відзначений Державною премією УРСР (1986), премією ім. Г. Проскури АН УРСР (1977). Наукові праці присвячено теорії конвективного переносу, створенню систем теплового захисту високотемпературних теплоенергетичних пристроїв.
Працював у кімнаті № 232.
1964—73 — Кремньов Олег Олександрович (1919—87) — теплотехнік, акад. АН УРСР (з 1976). В інститут з 1949. У 1956—69 — завідувач відділу, з 1969 — керівник відділення тепломасообмінних технологічних процесів й заступник директора. Відзначений Державною премією СРСР (1969), Державною премією УРСР (1983), премією ім. Г. Проскури АН УРСР (1987). Наукові дослідження присвячено переносу тепла і речовини в капілярно-пористих і колоїдних тілах та між їхньою поверхнею і парогазовим середовищем, інтенсифікації тепломасообмінних технологічних процесів.
До 1973 працював на другому поверсі. Пізніше — в адміністративному корпусі (вул. Академіка Булаховського, 2) у кімнаті № 206.
1964-88 - Толубинський Всеволод Іванович (1904—88) — теплофізик і теплоенергетик, акад. АН УРСР (з 1964), заслужений діяч науки УРСР (з 1974). Під час роботи у цьому будинку — завідувач відділу (до 1988), одночасно директор інституту (1963—72). Відзначений премією ім. Г. Проскури АН УРСР (1981). Наукові праці в галузі технічної теплофізики та теплоенергетики. Розробив теорію випарників та метод їхнього теплового і гідромеханічного розрахунку. Виконав великий комплекс досліджень з теплофізики атомних реакторів.
Працював у кабінеті директора (кімната № 230).
1964—92 — Щербань Олександр Назарович (1906—92) — вчений у галузі гірничої теплофізики, акад. АН УРСР (з 1957), заслужений діяч науки і техніки УРСР (з 1966), віце-президент АН УРСР (1957 62).
В інституті з 1958, у 1958—87 — завідувач відділу. Одночасно — заступник Голови Ради Міністрів УРСР і голова Дер-жавного комітету Ради Міністрів УРСР з координації науково-дослідних робіт (1961—65), голова Міжнародного бюро з гірничої теплофізики Міжнародного організаційного комітету Всесвітнього гірничого Конгресу (з 1977). Відзначений Державною премією СРСР (1969). Наукові праці присвячено проблемам теплообміну в гірничих виробках. Здійснив важливі дослідження в галузі рудникової газодинаміки, автоматичного контролю забруднення повітря. Розробляв проблему викори-стання тепла землі для промислових потреб. Працював у кімнаті № 115.
У цьому будинку в кімнаті № 214 працював також до 1983 акад. АН УРСР Швець Іван Трохимович (1901 - 83) — директор інституту у 1947 - 52 і 1954 - 55 (на вул. О. Гончара, 55-б) [557].