Приказом № 1 по ВНИИХТ для геолого-геофизического обеспечения деятельности горно-химических комбинатов сформирован Геологический отдел. Отдел занимался оценкой и переоценкой перспектив развития месторождений ценных полезных ископаемых, их минералого-технологическим картированием (39 месторождений) и опробованием месторождений для создания гидрометаллургических и обогатительных технологий переработки руд (изучено более 50 тыс. проб с более 200 месторождений), разработкой поисков и разведкой месторождений. Главными задачами его являлись развитие сырьевой базы комбинатов и участие совместно с гидрометаллургическими и обогатительными лабораториями института в создании технологий переработки руд урана и редких металлов.
Наличие в НИИ мощной геологической службы было и остается уникальной особенностью ВНИИХТ.
Геологи ВНИИХТ участвовали в открытии урановых месторождений «Восток», «Звездное», «Семизбай» (Сев. Казахстан), «Джусандалы» (Юж. Казахстан), «Гамр» (Чехословакия), «Приматору», «Присекань», «Пинток» (Румыния), ванадиево-скандиевого Желтореченского и селенового Карамурунского, принимали участие во внедрении метода скважинного подземного выщелачивания на объектах Ленинабадского и Навоийского ГХК и выполняли широкомасштабные работы по оценке качества золото-урановых руд месторождений Эльконского рудного района (Саха-Якутия).
В 1953 г. в отделе создана экспозиция специализированной минералогической коллекции руд урана и редких элементов, где представлены объекты минерально-сырьевой базы атомной энергетики по региональным геолого-разведочным работам горнорудных комбинатов и загранобъектов, представлящая огромный интерес и в настоящее время.
