Từ khi mới thành lập cho đến nay, lãnh đạo Viện luôn nhận thấy: trình độ, năng lực và sự hợp tác của mỗi người trong Viện là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của Viện. Do đó, công tác gởi cán bộ của Viện đi đào tạo ở nước ngoài là việc làm thường xuyên. Theo thời gian, Viện ngày càng mở rộng mối quan hệ hợp tác với các Viện, Tổ chức Quốc tế, trường Đại học nước ngoài để đào tạo cán bộ, tiếp thu công nghệ, hợp tác nghiên cứu và trao đổi kinh nghiệm. Nhiều cán bộ đã được gởi đào tạo không những trong nước và còn ở các nước có thế mạnh truyền thống trên các lĩnh vực sản xuất, kiểm định, quản lý kinh tế, sử dụng và sửa chữa các trang thiết bị máy móc… Hơn hai mươi lăm năm qua, đã có hàng trăm lượt cán bộ được cử đi học ở nhiều nước khác nhau trên thế giới: Hungary, Hà Lan, Thụy Điển, Luxemburg, Thụy Sĩ, Đan Mạch, Pháp, Mỹ, Indonesia, Ấn Độ, Đức, Anh, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Thái Lan... Đặc biệt, có một số cán bộ được đào tạo chuyên môn sâu ở các lĩnh vực khoa học mới như miễn dịch, sinh học phân tử và nghiên cứu các vắc xin thế hệ mới…
    Nhằm nâng cao trình độ kỹ thuật để theo kịp sự phát triển của toàn cầu trong lĩnh vực vắc xin, hiện nay Viện đã có những mối quan hệ chặt chẽ với các Viện quốc tế có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực này thông qua tổ chức UNICEF và WHO.
    Nhờ có sự giúp đỡ của Viện Human (Hungary), Viện Sức khỏe và bảo vệ môi trường (RIVM – Hà Lan), năm 1990 Viện đã sản xuất thành công vắc xin DPT và TT trên hệ thống các nồi lên men hiện đại. Một labo về miễn dịch đã được thành lập tại phòng kiểm định, nhiều kỹ thuật mới, hiện đại đã được ứng dụng để kiểm định chất lượng vắc xin và huyết thanh nhanh, chính xác hơn. Một số nghiên cứu chuyên sâu về miễn dịch và đáp ứng miễn dịch của các đối tượng sau khi tiêm cũng
được thực hiện tại labo này.
    Nhằm nâng cao chất lượng và số lượng vắc xin DPT và TT phục vụ cho chương trình tiêm chủng mở rộng, Viện đã có dự án hợp tác 3 bên với Viện RIVM (Hà Lan) và Viện Bio Farma (Indonesia) dưới sự tài trợ của chính phủ Hà Lan. Thông qua dự án này Viện đã tổ chức các khóa học: “Những khía cạnh về miễn dịch học trong trung hòa độc tố bạch hầu và sản xuất kháng huyết thanh” (12/05 – 23/05/1997), “Quản lý chất lượng đồng bộ” (23/02 – 27/02/98), “Bảo đảm chất lượng và phát triển công tác quản lý” (17/04 – 21/04/98). Qua đó, Viện đã phát triển hệ thống quản lý chất lượng (QA-QC), tiếp thu và ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật mới trong kiểm định và chăn nuôi súc vật thí nghiệm.
     Viện đã hợp tác với Viện huyết học và truyền máu (CLB – Hà Lan) để nâng cấp trang thiết bị, cải tiến kỹ thuật tinh chế và kiểm định huyết thanh kháng độc tố uốn ván, huyết thanh kháng độc tố bạch hầu và huyết thanh kháng dại đạt chất lượng cao.
     Viện đã hợp tác với Viện năng lượng nguyên tử (CEA) của Pháp để xây dựng labo sinh học phân tử.
     Viện đang hợp tác với Viện Sức khỏe Quốc gia Bethesda Maryland (NIH) của Mỹ để nghiên cứu vắc xin thương hàn Vi Polysaccharide.
     Viện đang hợp tác với Viện Công nghệ Sinh học (Ukraina), Viện Sinh học nhiệt đới (Việt Nam) sản xuất chế phẩm Interferon.
     Viện đã có quan hệ với Đại sứ quán Vương Quốc Hà Lan, Đan Mạch tại Việt Nam trong lãnh vực hợp tác, tìm kiếm các tập đoàn hàng đầu trên thế giới về sản xuất các thiết bị phục vụ cho công tác nghiên cứu vắc xin.
    Trong nước, Viện cũng đã có mối quan hệ hợp tác tốt đẹp trong lãnh vực nghiên cứu, đào tạo với trường Đại học Tổng hợp Đà Lạt, trường Đại học Y Tây Nguyên, khoa Vi sinh – Đại học Y Hà Nội, Viện Sinh học Nhiệt đới thành phố Hồ Chí Minh, Viện công nghệ sinh học, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương và các viện trong hệ thống dự phòng, Viện Pasteur Nha Trang, Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, Công ty sinh phẩm số 1, Trung tâm Kiểm định quốc gia (NICVB), Trung tâm Khoa học Sản xuất Vắc xin Sabin (POLIVAC) và 1 số trung tâm khác…

    Viện đang hợp tác với Tổ chức y tế thế giới WHO, tổ chức PATH/BARDA – Mỹ phát triển vắc xin cúm bao gồm cúm mùa và cúm đại dịch (H1N1, H5N1, H7N9…).

    Viện đã hợp tác với tổ chức GIZ – Đức: chuyển giao công nghệ sản xuất tá chất cho vắc xin cúm.