История возникновения НИИ началась с идеи врача К. Л. Адельгейма создать в Москве больницу для бедного населения. В 1900 году появилась алексеевская больница, названная так по имени благотворительницы В. А. Алексеевой. Клиника пользовалась огромным спросом. В ней давали лекарства и помогали больным совершенно бесплатно. В клинике было создано первое отдельное детское отделение.
В 1936 году больница получила статус научно-исследрвательского института имени Гельмгольца, известнейшего немецкого ученого, создавшего офтальмоскоп, так называется глазное зеркало в 1851 году. Благодаря изобретению глазной врач смог рассматривать внутриглазные оболочки.
Во время Второй мировой войны в НИИ был организован военный госпиталь, где также принимают больных и помогают раненым.
На территории научного-исследрвательского института глазных болезней установлен в 1952 году памятник М. И. Авербаху, который являлся первым его директором.
В данное время в НИИ Гельмгольца ведется научная деятельность, работает множество выдающихся врачей-офталтмологов, которые оказывают консультации и помощь огромному количеству больных, около 300000 в год.