在邓小平等党和国家领导人的关怀和几代物理学家的努力下，高能所与美国、日本、欧洲等国家和地区的高能物理实验室和大学建立了长期稳定的合作关系。中国的高能物理研究通过国际合作发展壮大，从最初以人员交流为主发展到能够主导并实质性参与国际大型物理实验，从过去主要围绕高能加速器的建造扩展到今天包括非加速器物理和同步辐射应用领域在内的多学科的全方位的国际合作。
中美高能物理合作
高能物理是中美科技合作交流的开端。1979年，邓小平同志亲自推动建立了中美高能物理合作，开启了两国在科学研究领域的合作并逐渐扩展到其他领 域。至今共召开37次会议，合作项目累计近1000余项。
1979年6月10日至13日，中美高能物理联合委员会第一次会议在北京召开
以我为主的国际合作
高能所在北京正负电子对撞机/北京谱仪实验、大亚湾中微子实验等以我为主的大科学装置和大型粒子物理实验取得了一批具有重大国际影响的成果，并积极参加CMS、ATLAS、AMS、BELLE、ILC、PANDA、EXFEL等大型国际合作项目。
1996年7月，高能所与日本高能加速器研究所（KEK）召开了第一届中日高能物理合作会议，开始了两国在粒子物理领域的合作。图为2005年10月中日高能物理合作委员会会议后，部分会议代表参观北京谱仪III建造现场
2008年1月，中法粒子物理连市实验在法国马赛举行第一届研讨会
2012年6月，高能所与意大利国家核物理研究院(INFN)签署共建联合实验室的合作协议
2007年，参与欧洲核子研究中心CMS实验的中国合作组完成端部缪子探测器阴极室的安装任务
推动高新技术引进 促进相关产业发展
推动开通了我国第一条国际互联网线路，率先引进WWW技术，为我国互联网发展做出重要贡献。
大科学装置建设推动了快电子学设备的国产化，引进了超导高频、超导磁铁、低温等多种高技术，促进了我国相关高技术的发展；通过出口加速器整机及部件带动了高新技术产品的开发和出口。