İnstitut qarşılıqlı əməkdaşlıq haqqında müvafiq müqavilələr əsasında aşağıdakı xarici elmi müəssisələrlə birgə elmi və elmi-təşkilati fəaliyyət göstərir:

• Rusiya Elmlər Akademiyasının İ.P.Pavlov adına Fiziologiya İnstitutu ilə “Görmənin fiziologiyası, məqsədyönlü fəaliyyətdə və orqanizmin adaptasiya imkanlarının təmin edilməsində emosional əhəmiyyətli faktorların rolunun öyrənilməsi: Görmə və Stres” sahəsində;
• Ukrayna TEA-nın Herontologiya institutu ilə “Yüksək uzunömürlülük səviyyəsi ilə fərqlənən Azərbaycan populyasiyasında qocalma və sinir və ürək-damar sistemləri patologiyalarının formalaşması mexanizmlərinin öyrənilməsi” sahəsində;
• Rusiya TEA-nın Sankt-Peterburq Biotənzimləmə və Herontologiya İnstitutu ilə "Uzunömürlülüyün fizioloji və molekulyar-genetik əsaslarının işlənməsi" istiqamətində;
• Qazaxstan Respublikası Prezidentinin İşlər İdarəsi Tibb Mərkəzi ilə biotibb sahəsində birgə elmi və elmi təşkilati fəaliyyət;
• V.Lomonosov adına Moskva Dövlət Universitetinin Biologiya fakultəsi ilə “Sinir sisteminin fenotipləri ilə fərqlənən ağ siçovullarda ali sinir fəaliyyətinin supertoksikantlarla pozulmalarının və onların neyrotrop korreksiyasının monoaminergik mexanizmləri” mövzusu üzrə;
• Belarus Milli Elmlər Akademiyasının Fiziologiya institutu ilə “Neyrodegenerativ xəstəliklərin (epilepsiya, Alsheymer) eksperimental modelləşdirilməsi və torlu qişanın funksiyasının reabilitasiyasında kök hüceyrələrin istifadəsi” mövzusu üzrə;
• 20 fevral 2018-ci il tarixdə Fiziologiya institutu ilə Rusiya Federasiyası “Herontologiya” Elmi-Tədqiqat Tibbi Mərkəzi (Moskva vilayəti) arasında herontoloji tədqiqatların aparılmasında qarşılıqlı elmi-texniki əməkdaşlıq haqqında saziş imzalanmışdır;
• 4 iyun 2018-ci il tarixdə Fiziologiya institutu ilə Qazaxstan Respublikası Milli Kurort Assosiasiyası arasında səhiyyə və tibbi elmlər sahəsində əməkdaşlıq haqqında memorandum imzalanmışdır;
• 25 dekabr 2018-ci il tarixində Fiziologiya institutu ilə Həştərxan Dövlət Universiteti  arasında birgə əməkdaşlıq haqqında müqavilə imzalanmışdır.
• 2019-cu ildən Fiziologiya İnstitutu Avrasiya regionunda BMT-Malta Beynəlxalq Qocalma İnstitutunun regional mərkəzidir.
• 2021-ci ildən Fiziologiya İnstitutu Kütahya Dumlupınar Universiteti ilə əməkdaşlıq müqaviləsi imzalayıb.
• 2021-ci ildən Fiziologiya İnstitutu REA D.İ.Papanin adına Daxili Suların Biologiyası İnstitutu ilə əməkdaşlıq müqaviləsi imzalayıb.

Rəsmi müqavilələr əsasında aparılan fəaliyyətlə yanaşı İnstitut Rusiya Elmlər Akademiyasının Ali sinir fəaliyyəti və neyrofiziologiya institutu, D.İ.Papanin adına Daxili suların biologiyası institutu (Balıqların ekologiyası laboratoriyası), P.K.Anoxin adına Normal fiziologiya institutu (Funksional neyrokimya laboratoriyası), N.K.Koltsov adına İnkişafın biologiyası institutu (Müqayisəli fiziologiya laboratoriyası), Hüceyrə biofizikası institutu, Nəzəri və eksperimental biofizika institutu, Gürcüstan Respublikası MEA-nın “Həyat haqqında elm mərkəzi”, Türkmənistan Respublikası EA-nın “Ana və sağlamlığının qorunması” elmi-kliniki mərkəzi, İsrail Təbiət və Humanitar Elmlər akademiyası, Türkiyə Hacı-təpə universitetinin tibb fakultəsi (Uşaq nevrologiyası kafedrası), Rusiya Təbiət elmləri akademiyası ilə əməkdaşların fərdi elmi əlaqələri əsasında əməkdaşlıq edilir.