1949年，中央人民政府政務(wù)院即派出西北科學(xué)考察團，對西北地區(qū)的科學(xué)事業(yè)和發(fā)展?fàn)顩r進行考察。

1953年，甘肅省委宣傳部部長吳文麟、陜西省委書記張德生、中共西北局書記習(xí)仲勛分別致函中國科學(xué)院黨組書記兼副院長張稼夫，建議成立中國科學(xué)院西北分院。

1953年7月，中國科學(xué)院向中央人民政府政務(wù)院建議：“西北是國家建設(shè)的重要基地，但工業(yè)基礎(chǔ)很差，科學(xué)遺產(chǎn)很少，大部分地區(qū)均屬空白區(qū)，連最基本的科學(xué)資料也沒有，因而在國家建設(shè)上造成不少困難。為了配合國家經(jīng)濟建設(shè)的開展，中國科學(xué)院在西北籌建科學(xué)研究機構(gòu)是非常需要的。”中央人民政府政務(wù)院于1953年12月30日批復(fù)：“同意中國科學(xué)院‘關(guān)于籌備建設(shè)中國科學(xué)院西北分院的意見’ [（53）政文習(xí)字第43號文]”，并批示：“由中國科學(xué)院和西北行政委員會共同開展工作。”

籌備工作開始時，地址設(shè)在西安市解放路西京招待所。

1954年7月16日，西北分院籌委會在西北行政委員會會議大樓會議室召開了第一次會議，宣布西北分院籌委會主任委員由張德生(中共中央西北局委員、西北局統(tǒng)戰(zhàn)部部長)擔(dān)任；副主任委員由辛樹幟（西北農(nóng)學(xué)院院長兼）、盛彤笙（西北行政委員會畜牧局局長、留德獸醫(yī)博士）、董杰擔(dān)任。由中國科學(xué)院院長郭沫若聘請十六名西北地區(qū)各高等院校著名專家、學(xué)者擔(dān)任西北分院籌委會委員。

1954年7月17日，西北分院籌委會召開第一次全體委員會議，研究組織機構(gòu)、基本建設(shè)，調(diào)查西北地區(qū)科學(xué)工作等問題。會后，籌委會搬遷到西安市建國路仁愛巷7號。

1954年8月，西北大區(qū)撤消，西北分院籌委會的黨政關(guān)系移交陜西省委和陜西省人民政府管理。

1956年4月西北分院籌委會遷往蘭州（1958年7月29日，經(jīng)中國科學(xué)院第九次院務(wù)委員會議研究決定，中國科學(xué)院西北分院籌委會更名為中國科學(xué)院蘭州分院）。為適應(yīng)國家在陜西地區(qū)發(fā)展科學(xué)事業(yè)的需要，根據(jù)中國科學(xué)院的指示和陜西省委的意見，西北分院籌委會搬遷蘭州的同時，在西安市建國路仁愛巷7號設(shè)立了中國科學(xué)院西北分院籌備委員會西安辦事處，編制20人，實際人數(shù)13人，規(guī)格為地師級，負責(zé)人為梁得柱。