1998年，上海药物所进入了首批知识创新工程试点的行列，迎来了新的发展机遇。
2005年 12月，中国科学院对我所知识创新工程综合意见为：“你所是国家生物医药基地的重要组成部分，在我国创新药物研究和国家药物创新体系建设中的核心引领作用日益显现。”
2003年 5月，在中科院 “知识创新工程”和上海市“聚焦张江”战略的推动下，全所迁址浦东张江。
1、总体发展战略
经过研究所发展战略的持续研讨，上海药物所确定了“围绕人口与健康的国家重大需求，瞄准新药研究的世界科学发展前沿，以‘出新药’为主要目标，以创新药物研究为主要任务，以建设率先与国际规范接轨的创新药物研究体系为载体，加强与各个创新单元的合作、交叉、融合，实施人才战略、国际合作战略、综合集成战略和持续梯进战略，成为中国科学院‘人口健康和医药创新基地’及张江‘国家生物医药技术产业基地’的中坚骨干，在国家和地方药物创新研究及产业化推进中积极发挥核心和引领作用，为实现我国医药产业从仿制为主到创新为主的历史性转变作出重要贡献”的总体发展战略。
2、重点研究领域
上海药物所形成了包括天然药物化学、药物合成化学（包括组合化学）、计算机辅助药物发现与药物设计、药物筛选、药理学、毒理学、药物代谢动力学、药物释放系统学、药物质量控制和现代中药等在内的比较完整的学科体系。
上海药物所的重点研究领域是：天然活性物质的发现；化合物的合成、结构修饰；药物作用的细胞和分子机制；药效评价新动物模型；新靶标的确证；药物－靶标相互作用和构效关系；药物分子设计；高通量和高内涵药物筛选；药物的早期代谢特征和安全性评价；药物新型释放系统等。同时，密切关注生命组学、系统生物学和胚胎干细胞等生命科学前沿领域最新进展，迅速应用其最新成果，提升药物研究的源头创新能力。
3、主要科技成果
上海药物所获得了心血管病治疗药物一类新药盐酸关附甲素、现代中药丹参多酚酸盐等新药证书，与上海医药集团合作，快速研制成功抗禽流感药物磷酸奥司他韦（达菲）。抗菌药安妥沙星、治疗早老性痴呆症药希普林、抗肿瘤药沙尔威辛、抗心律不齐药硫酸舒心啶等一批具有自主知识产权的一类新药正在进行临床研究；同时，一批候选药物在加紧进行临床前研究，又涌现出了一大批极具开发前景的苗子化合物；新药研发已呈现出“开发一批、研究一批、储备一批”的良好发展态势。
近年来，我所在基础和应用基础研究方面继续取得丰硕成果。在药物设计和计算生物学方法发展等研究方面，取得了系统创新性成果，处于国际先进行列，在 Science、PANS、JACS、JMC等著名国际学术杂志发表了一系列重要论文；在神经药理、肿瘤药理、免疫药理等领域系统揭示了数个候选新药的分子作用机理，并在 TIPS、Can Res、Mo1 Pharmacol、JPET、J. Neurochem、J. Neurosci Res等著名国际学术杂志上发表了一大批论文。2005年以来，发表 SCI论文逾 900篇，影响因子大于 3的 200多篇，包括 PNAS、TIPS、Chem Rev、Can Res、JACS等高水平论文 71篇，有 6篇被《自然与中国》列为研究亮点。
4、科研组织设置
十年中，上海药物所相继组建和命名了国家新药筛选中心（2001年筹建结束，通过评估验收）、药物代谢研究中心（2005年 3月）、中药现代化研究中心（2005年 9月，并以该中心为主体，于 2008年 6月获得批准建立中药标准化技术国家工程实验室）、药物发现与设计中心（ 2006年 3月）、药物安全性评价中心（ 2006年 3月）、药理研究三室（ 2006年 3月）、药物释放系统研究中心（2007年 5月），以及药效评价、化合物制备和新药先导化合物结构优化、组合化学等技术先进、功能配套、设备完备、开放服务的技术平台体系。
5、研究室
（1）新药研究国家重点实验室
新药研究国家重点实验室包含了天然产物化学、计算机辅助药物分子设计、药理学和毒理学四方面的科研内容。实验室采用各学科最新的理论和实验技术，在中草药和天然产物中寻找发现新药的“苗子”（先导化合物），经过构效优化，进行临床前研究，同时开展药学领域的理论研究。通过学科交叉的优势，实验室形成了药物发现和研究的合理体系，并依托研究所的总体研究实力，将先导化合物开发成新药。
（2）药物化学研究室
主要从事具有自主知识产权的原创性小分子化学药物的研究与开发，同时针对与新药研发过程密切相关的基础理论和关键技术开展系统研究，其研究领域涉及组合化学、天然活性化合物全合成、药物合成新技术、新方法等。
（3）天然药物化学研究室
天然药物化学是上海药物研究所建所后最先开展研究的学科领域。该研究室主要从事中草药、药用植物、海洋天然产物以及微生物次生代谢产物化学成分的分离、纯化、结构鉴定、结构改造及其生物活性研究。
（4）药理学第一研究室
主要从事肿瘤药理学、免疫药理学、内分泌药理学和心血管药理学等领域的研究。肿瘤药理学研究的重点是针对肝癌、消化道肿瘤、肺癌、乳腺癌等常见肿瘤，开展新药筛选体系、人癌模型抗肿瘤药效评价系统和分子药理学研究；免疫药理学主要开展免疫调节药物筛选及自身免疫性疾病动物模型的药效评价；内分泌药理学主要研究治疗糖尿病新药的评价和作用机理研究；心血管药理学重点开展治疗心血管疾病新药的评价和分子机理研究。
（5）药理学第二研究室
主要从事神经系统重要疾病的病变机制和治疗药物的研究。着重筛选和发现可治疗早老性痴呆症、帕金森病、精神分裂症、忧郁症、脑缺血、药物成瘾等神经精神性疾病的新药，采用动物行为学、细胞生物学、电生理学和分子生物学等实验技术评价神经精神药物的药效，考察和阐明神经精神药物与神经系统相互作用的方式、环节和机制。
（6）药理第三研究室
主要开展大分子－小分子相互作用研究，将现代生物物理技术（如表面等离子共振生物传感技术、高通量和高内涵筛选技术、热分析技术、 X－射线晶体衍射技术等）应用于药物筛选与评价研究中。同时，通过研究大分子三维结构特征及大分子与配体分子之间的相互作用信息，探索小分子调控及与之相关的生物信号传导途径，为合理的药物设计提供依据。
6、药物研发技术平台体系
（1）国家新药筛选中心
我国唯一的药物筛选中心，拥有我国最先进的自动化筛选系统和超过 50万个化合物的样品库。建立了以分子水平和细胞水平的高通量/高内涵筛选为初筛，组织、器官或整体动物水平为复筛的体系；在国内首次实现系统化克隆、表达和纯化关键的靶标蛋白；建立了多个疾病相关信号传导通路关键靶点的工程细胞株，并发展成为分子和细胞水平高通量筛选模型。
（2）药物发现与设计中心
在国内率先开展基于国产超级计算机的大规模复杂生物大分子模拟和药物设计的技术平台。具有分子动力学模拟、拉伸分子动力学模拟、从头计算分子动力学模拟、量子化学计算、虚拟筛选、类药性分析、组合库设计等功能。与此相衔接，还发展了新的分子和细胞水平筛选模型和方法，计算能力和活性化合物筛选效率均处于国际先进水平。
（3）药效学评价中心
科技部重大专项“新药临床前药效学关键技术及平台研究”牵头单位。综合运用生命科学新的理论和技术，从整体、器官、组织、细胞和分子水平进行新药的临床前药效学评价，其中，抗肿瘤药物、神经系统疾病药物的药效学评价达到国际先进水平。建立了符合国际规范的人癌模型抗肿瘤药物体内外药效评价系统；拥有从分子、细胞和整体水平评价治疗早老性痴呆症、疼痛、精神分裂症等药物的实验模型。此外，还开展抗心肌和脑缺血药物、抗心律失常药物、抗高血压及动脉粥样硬化药物、抗炎免疫和治疗糖尿病药物的临床前药效学评价。
（4）药物代谢研究中心
主要从事药物早期发现阶段的体外药物代谢和药物研发阶段的体内药物代谢的研究，具备规模评价和研究能力。与上海市共建药物代谢中心，为上海市及全国创新药物开发提供药物代谢评价。开展新药临床前药代动力学研究，化合物动物体内预初药代快速评价及中药和生物制剂药代动力学研究。
（5）药物安全性评价中心
于 2004年一次性通过了国家食品药品监督管理局组织的 GLP认证，具备完成临床前毒理学的系统研究与试验，包括急性毒性、长期毒性、遗传毒性、生殖毒性和特殊毒性的实验功能，并建立了安全药理遥测实验体系（Telemetry）和药物安全性评价中的快速毒性检测和机理研究技术平台。2007年与国际著名医药企业阿斯利康合作共建 GLP实验室。
（6）中药现代化研究中心
中药现代化中心从多学科、多途径、多角度研究中药的化学成分、药理作用、体内代谢、作用靶点和机制，研制现代中药，探索中药现代化研究的方法体系。中心建立了中药成分快速分离、纯化、鉴定平台，中药体内代谢过程研究平台，中药药效的细胞和分子机制研究平台以及中药新药研发平台，建成了中药数据信息管理系统，并为中药研究单位和产业提供服务。
（7）药物释放系统研究中心
药物释放系统研究中心主要开展高起点和前瞻性的药物释放系统研究，具体包括：纳米药物与纳米载药技术；高技术含量的缓控释药技术；生物技术类药物的新型给药系统；口服吸收转运载体系统与粘膜给药系统；利用现代药剂学的技术和方法，对创新药物研究的早期介入和在研发阶段进行给药系统的优化设计。
7、图情信息保障
上海药物所是拥有上海市医药文献最丰富的专业图书馆。至 2007年底，馆藏专业期刊达700多种，近 30万册，专业图书 4万多册，多种常用期刊收藏逾百年。2008年订购和交换的外文期刊 232种。网络版外文期刊 5000多种、中文期刊 8000多种，包括 SciFinder、ThomsonPharma、Beilstein/Gmelin/ACD等核心专业数据库 40多个。形成了以药物化学、天然产物化学、药理学、毒理学、分子生物学、细胞生物学和相关专业文献为主的、与国际接轨的文献信息保障系统。
2003年起参与院地共建，成为上海市生命科学图书馆浦东分馆和浦东新区分馆张江科技分馆，提供文献传递、定题检索、科技查新、参考咨询、情报研究和检索培训等全方位、多层次的服务。在中科院 120家所级图书馆文献传递评比中连续五年名列前茅。从 2007年起，在连续 13年出版“药物信息”内刊的基础上，又建立了 “药物情报”网站，每天把 30条左右的国内外新药研发“信息早餐”自动推送到研究组长和部门负责人的桌面。具备链接、检索、互动功能，广受好评。
8、中央领导视察
1989年 1月 30日，上海市委书记江泽民、市长朱镕基在药物所出席“亿利达”奖颁奖大会；
2003年 1月 16日、9月 15日，2008年 6月 10日，全国人大副委员长、中科院院长路甬祥视察药物所；
2003年 8月 23日，国务委员陈至立视察国家新药筛选中心；
2003年 9月 17日，国务院副总理曾培炎视察药物所；
2004年 7月 26日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛视察药物所；
2005年 11月 21日，全国人大常委会副委员长韩启德视察上海药物所；
2005年 9月 12日，中共中央政治局常委、全国政协主席贾庆林视察上海药物所；
2005年 9月 24日，中共中央政治局常委、全国人大常委会委员长吴邦国视察上海药物所；
2006年 2月 6日，中共中央政治局常委李长春视察上海药物所；
2008年 7月 8日，全国人大常委会副委员长桑国卫视察上海药物所。
2008年 11月 10日，中央政治局委员、上海市委书记俞正声视察了上海药物所。
