В 1757 году для размещения Университета, основанного М.В. Ломоносовым в 1755 году, была приобретена усадьба князя Репнина на Моховой, где сейчас находится участок Старого Университета. В середине 1780-х годов под руководством М.Ф. Казакова на этом месте был возведен величественный ансамбль Московского Университета, который сильно пострадал в ходе Отечественной войны 1812 года и был восстановлен под руководством Д.И. Жилярди при участии А. Григорьева в стиле московского ампира.

К концу XIX века Университет стал крупнейшим учебным и научным центром Москвы, обрел крупных меценатов, и возникла необходимость в консолидации его территорий с постройкой специального комплекса для Медицинского факультета.

В 1884 году, в связи с подготовкой к масштабным строительным работам, Московский Университет объявил конкурс на должность архитектора. Темой конкурса стал проект Большой Физической аудитории в составе Нового Университета. Победу одержал архитектор К.М. Быковский, который занимал эту должность до 1905 года.

Строительство Большой Физической аудитории началось в 1884 году на территории Нового Университета (бывшая усадьба Пашковых). Под руководством К.М. Быковского к бывшему главному зданию усадьбы был пристроен крупный ризалит с новой аудиторией, где впервые в России места для студентов были организованы в виде амфитеатра. Впоследствии К.М. Быковский применял эту систему при строительстве зданий Медицинского факультета на Большой Царицынской улице (ныне Большая Пироговская).

Рост потребностей Университета привел к строительству в 1904 году специального здания Физического института. Оно расположено справа от комплекса Д. Жилярди и видно за Институтом геологии, построенным под руководством Р.И. Клейна в 1910 и 1918 годах. Здание из красного кирпича имеет планировку в форме «Н», с небольшими ризалитами по бокам центрального корпуса.

Журнал «Строитель» писал о предстоящем строительстве Физического института: «Здание будет обширным, длиной 30 саженей, с крыльями по 19 саженей. Институт разделится на две части: для лекций и практических занятий, а также для специальных работ. Новый институт будет иметь коридор длиной 30 саженей, башню высотой 11 саженей и зал в два света».

Особое внимание пресса уделяла конструктивному мастерству К.М. Быковского, отмечая сложное оснащение здания, включая открытую платформу для опытов на крыше, мастерскую для изготовления приборов, динамо-машину и особые устройства для проводов.

В здании проводится поддерживающий ремонт и работы по его адаптации для современного использования.