为进一步加强中国科学院、浙江省、宁波市三方的全面战略合作，拓展创新链，打通产业链，再上新台阶，三方于2009年3月13日再次签署协议，在宁波材料所一期建设的基础上，开展二期建设。2013年，宁波材料所与慈溪市签署协议，共建慈溪生物医学工程研究所。目前的宁波材料所下设材料技术研究所、新能源技术研究所、先进制造技术研究所和生物医学工程研究所四个非法人研究所，形成了“一院四所”的架构格局。2015年4月28日，浙江省政府为宁波材料所授牌“浙江工业技术研究院”，这是浙江省深入实施创新驱动战略，充分发挥宁波材料所作为中科院在浙江的桥头堡的作用，更好地为浙江经济社会发展服务的一个重大举措。2018年12月26日，宁波材料所杭州湾研究院揭牌，其将成为宁波材料所强化创新驱动、推进关键核心技术攻关和产业化、推动制造业高质量发展的重要抓手。2019年1月23日，中国科学院大学宁波材料工程学院开工建设，其将立足“小规模、国际化、有特色”定位，力争建设成为国际一流的高水平学院，为地方产业发展提供人才和技术支撑。