五十年代，在党的卫生工作方针指引以及在上级政府部门的关怀下，我国骨科奠基人之一叶衍庆教授和魏氏伤科开创人魏指薪教授奔走求贤，会聚了以周连圻、过邦辅、柴本甫、吴守义、钱不凡、李国衡等为代表的一批中、西医知名专家，联合骨科和伤科两大不同学派于1958年在上海广慈医院（现上海交通大学医学院附属瑞金医院）骨科和伤科的基础上，创建了上海市伤骨科研究所。从此，上海市伤骨科研究所坚持中西医并重、中医与西医合作互补的指导思想，秉承“继承传统、弘扬精粹、激励后辈”的宗旨从无到有、从小到大，依靠一代代同仁的不懈努力和创新进取，惠泽病家，桃李天下，现已成为技术力量雄厚、设备先进，具有良好发展前景，集医教、研为一体的全国知名临床与基础实验研究单位。
六十余年来，研究所始终以满足国家需求和保障人民健康为己任，以建设现代骨科的临床和基础研究基地为目标的发展战略，重点建设了肌骨系统疾病的机理研究体系，以及临床诊治体系。逐步奠定了研究所目前在全国伤科和骨科基础研究领域的领导地位。研究所先后被遴选为上海市中西医结合防治骨关节病损重点实验室、上海市高教局重点学科、上海市中西医结合治疗骨折医疗协作中心、国家中医药管理局三级实验室、上海市临床骨科质量控制中心、国家“211工程”重点建设学科（骨科学）、国家食品药物监督管理局骨科临场试验基地、国家食品药物监督管理局伤科临床试验基地及国家教育部重点学科（骨科学）。
目前，上海市伤骨科研究所已建设成为人才梯队合理、研究方向稳定、技术体系建全的国内外业界知名科研机构和人才培养基地。现阶段，持续秉承中医伤科、骨科、基础研究三位一体发展思路，围绕骨与关节疾病防治的主题，以中西医结合为着眼点，建立了“骨肌系统生物学研究中心”、“生物医学工程中心”、“数字医学及先进智造中心”三个研究中心，开展四大重点研究方向：（1）骨关节病损发病机理及其防治。诠释骨再生、骨关节发生发育进程中的关键调控环节及针对性药用物质，探讨骨关节病损（退变）的发生发展机制，提出骨关节病损防治的有效措施；（2）魏氏伤科的传承与发展及其中药现代化。归纳学术思想，建立并形成魏氏伤科的理论体系，系统整理并拓展魏氏伤科经验方剂的临床应用，促进中西医结合防治骨关节病损的发展；（3）骨与关节修复与功能重建。了解骨关节修复的进程中所涉及的生物学事件，采用生物治疗、生物材料、组织工程等技术手段修复与重建骨关节结构和功能；（4）数字医学及先进智造。综合利用材料力学实验、运动技能实验以及计算机仿真分析等实验手段，研究骨与关节运动学动力学特性以及生物材料力学特性，提出个体化治疗的策略，以及外用支具3D打印。拥有与之匹配的组织形态学、影像学、细胞分子生物学、药用化合物筛选、体内示踪、生物力学、先进生物材料、动物实验中心等实验技术平台及技术体系。实验面积逾3000平方米，大中型设备总数达300多台，总资产4000余万。
近五年来，上海市伤骨科研究所16人次入选（国家中组部第四批“海外高层次人才引进计划青年项目”、“上海市海外高层次人才引进计划——蓄水池项目”）等人才计划，培养博士后20名，研究生23名，联合培养相关国内外博士后、研究生78名；每年承接检测标本千余件；累计承担包括国家重点研发项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金等在内的各级科研项目118余项（其中，人才基金项目28项），总经费达5250多万元；发表学术论文（包括NatCommun，CellDeathDiffer、AdvMater，Adv.Funct.Mater.，AdvSci、JBoneMinerRes、Biomater等学术期刊）114篇；获部、市科技成果奖6项；申请国家发明专利10余项（其中，已授权专利5项，实现转化4项）。被瑞金医院评选为2021年度“最佳发展团队”。