Она образовалась в 2004 году по инициативе и активном участии чл.-корр. РАН, профессора Дмитрия Ивановича Трубецкова и руководителя отделения, профессора, д.т.н. Юрия Александровича Калинина. Уникальной особенностью лаборатории является тесная связь экспериментальной и теоретических научных групп, чьи совместные взаимодополняющие исследования позволяют эффективно использовать потенциал, накопленный в отделении и лаборатории по исследованию нелинейных явлений в системах различной природы.

В лаборатории  работают в основном молодые ученые, доктора и кандидаты наук, а также аспиранты и студенты факультета нелинейных процессов, число которых с каждым годом только увеличивается. 

С момента основания лаборатории ее сотрудниками были защищены две диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук и 8 кандидатских диссертаций.

Научная работа сотрудников лаборатории  не раз поощрялась различными программами и фондами. Уже на протяжении многих лет коллектив лаборатории является исполнителем грантов Российского Фонда Фундаментальных Исследований, программ Министерства образования и науки Российской Федерации и Американского Фонда Гражданских Исследований и Развития, проектов Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках федеральных целевых научно-технических программ и т.д. Коллектив лаборатории  входит в состав научной школы Трубецкова Д.И., которая неоднократно официально признавалась ведущей научной школой Российской Федерации.

Сотрудники лаборатории являются обладателями индивидуальных грантов и наград, основные из которых приведены ниже:

• Трубецков Д.И. – заслуженный деятель науки РФ (1997); лауреат премии Президента РФ в области образования (1999); звание Соросовского профессора (1997–2001).
• Короновский А.А. – звание Соросовского доцента (2000, 2001), медаль РАН с премией для молодых ученых (2005), Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди молодых ученых (2005), грамота Губернатора Саратовской области (2009); Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди молодых докторов наук (2010).
• Храмов А.Е. – звание Соросовского доцента (2001), Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди молодых ученых (2004), Лауреат Фонда Потанина (2004), медаль РАН с премией для молодых ученых (2005), Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди молодых докторов наук (2007), Лауреат конкурса на получение грантов Президента РФ для молодых российских ученых – докторов наук (2007);
• Москаленко О.И. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2005), Лауреат конкурса Института Макса Планка физики сложных систем, Дрезден, Германия (2006, 2009), лауреат стипендии президента РФ (2006), Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди аспирантов (2007), Лауреат фонда Потанина (2009, 2010).
• Попов П.В. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2005), Лауреат конкурса Института Макса Планка физики сложных систем, Дрезден, Германия (2006), лауреат стипендии президента РФ (2006).
• Куровская М.К. – стипендиат Президентской программы (2006), медаль РАН с премией для студентов (2008); Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди аспирантов (2008).
• Филатова А.Е. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2004), стипендиат конкурса Президента Российской Федерации для аспирантов высших учебных заведений (2007)
• Стародубов А.В. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2004), лауреат международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий (2009).
• Ремпен И.С. – Лауреат Фонда Потанина (2009, 2010).
• Куркин С.А. – стипендиат администрации г. Саратова (2009).
• Шурыгина С.А. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2009), стипендиат Президента РФ (2009,2010)
• Сельский А.О. – Лауреат конкурса Фонда «Династия» среди студентов (2010)

Сотрудники лаборатории являются членами двух диссертационных советов по защите докторских диссертаций, ученого совета Саратовского государственного университета и ученого совета факультета нелинейных процессов и отделения ФНС СГУ, неоднократно выступали оппонентами при защите кандидатских и докторских диссертаций в различных городах России, приглашались для участия в работе диссертационного совета по математической нейрофизиологии в университет Радбоута (Наймеген, Голландия) и т.д.

Результаты научных исследований, проводимых сотрудниками лаборатории, отражены в нескольких научных монографиях, объектах интеллектуальной собственности и в большом числе публикаций в периодических научных изданиях, а также докладывались на различных научных конференциях.

Сотрудники лаборатории неоднократно приглашались с лекциями на различные российские и международные конференции и симпозиумы.

Доклады молодых ученых и аспирантов, представленные на различных Международных и Всероссийских научных конференциях и семинарах, не раз признавались лучшими и были удостоены дипломов:

• Короновский А.А. – диплом II степени за доклад “Исследование хаотической синхронизации в пучково-плазменных системах со сверхкритическим током” на 15 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Крым Украина, сентябрь, 2005
• Егоров Е.Н. – грамота за лучший доклад “Генерация широкополосных хаотических сигналов в системах с виртуальным катодом” на 16 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Крым Украина, сентябрь, 2006
• Филатова А.Е. – лучший доклад в стендовой секции на XIII Научной школе «Нелинейные волны-2006»
• Москаленко О.И. – диплом I степени за доклад “Способ скрытой передачи информации на основе хаотической синхронизации, обладающий колоссальной устойчивостью к шумам и флуктуациям в канале связи” на 17 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Крым Украина, сентябрь, 2007
• Москаленко О.И. – лучший доклад в стендовой секции на XIV Научной школе «Нелинейные волны-2008»
• Москаленко О.И. – диплом за лучший доклад в секции “Сверхширокополосные системы радиосвязи” на 18 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Крым Украина, сентябрь, 2008
• Куркин С.А. – лучший доклад в секции “Электроника и радиофизика” на студенческой конференции МФТИ
• Куркин С.А. – диплом II степени за лучший доклад в секции «Высокопроизводительные технологии решения сложных задач вычислительной физики» в рамках II сессии научной школы-практикума молодых ученых и специалистов «Технологии высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования», Санкт-Петербург, апрель 2009
• Москаленко О.И. – диплом II степени за лучший доклад в секции «Высокопроизводительные технологии компьютерного моделирования в науке и производстве» в рамках II сессии научной школы-практикума молодых ученых и специалистов «Технологии высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования», Санкт-Петербург, апрель 2009
• Куркин С.А.   грамота за лучший доклад на 19-й Крымской Международной конференции СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (2009);
• Стародубов А.В. - диплом за 3 место в Международном конкурсе научных работ молодых ученых в области нанотехнологий в секции "Нанотехнологии в энергетике, наномеханика и наноплазма" в рамках Международного форума по нанотехнологиям Rusnanotech'09, Москва, Экспоцентр, 6-8 октября 2009 года.

Лаборатория  активно сотрудничает по различным научным направлениям, перечисленным выше, со многими научными группами в зарубежных и отечественных научно-исследовательских и образовательных институтах и университетах, такими как:

• Вайомингский университет (США)
• Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (Белоруссия)
• CNR-Istituto Nazionale di Ottica Applicata, Florence, Italy
• Институт неврологии Университетского колледжа Лондона (Великобритания)
• NICI--Biological Psychology, Radboud University Nijmegen, The Netherlands
• Technion - Israel institute of technology, Хайфа, Израиль
• Харьковский физико-технический институт
• Loughborough University (Великобритания)
• Саратовский филиал Института радиотехники и электроники, Саратов, Россия
• Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия
• Московский государственный университет, физический факультет и факультет глобальных проблем, Москва, Россия 

За последние несколько лет в лаборатории с научными визитами для участия в семинарах и для проведения совместных научных исследований побывали:

• К.ф.-м.н., лектор университета Лафборо Баланов А. Г. (Loughborough University, Великобритания) (2009)
• Профессор Дж. Фелштейнер и проф. Ю. Блиох (Технион, Хайфа, Израиль) (2007),
• С.н.с. Е.Ю. Ситникова и с.н.с. И.А. Мидзяновская (ИВНДиН, Москва, Россия) (2004, 2006),
• Профессор М. Соенин, проф. Ж. ван Люжетеаар и доцент Т. ван Рижн (Радбоут университет, Наймеген, Голландия, 2005),
• Доцент О.П. Поляков (МГУ, Москва, Россия) (2005, 2006).