武汉大学加速器实验室成立于1970年9月，是物理学院现存的历史最悠久的专业实验室。实验室现负责人是郭立平教授，已经荣休的范湘军教授和付德君教授曾先后主持实验室工作。

武汉大学加速器实验室在建立之初即设备、技术和应用并重，成绩斐然。早期在范湘军教授（实验室创始负责人）和彭友贵教授（中国第一颗原子弹金质奖章和贡献证书获得者，自中国工程物理研究院调入）的带领下，先后自主研制了30-200kV硼离子注入机、磷离子注入机和全元素离子注入机，后又将法国进口的中子发生器改造成600kV离子注入机。2015年，付德君教授成功研制出了团簇离子注入机。应用这些先进的离子注入设备，先后开展了硅太阳电池、非晶态合金薄膜、超导薄膜、C60薄膜、氮化镓薄膜、铁电薄膜、超硬薄膜等功能薄膜制备和表面改性研究。

2005年范湘军教授主持申报的国家自然科学基金《加速器和电镜联机及其在材料科学中的应用》（2005-2008年）获得批准立项愛代理-中国网络代理，资助金额200万元，是武汉大学物理系第一次独自获得自然科学基金重点项目资助。加速器实验室接收了中科院物理研究所转让的2×1.7MV串列加速器和200kV离子注入机，并先后引进了付德君教授和郭立平教授，以开展该重点项目研究。

2008年以来，加速器实验室持续开展三束离子辐照装置建设和核材料辐照损伤研究。

2008-2010年，郭立平教授研制了30kV在线离子注入系统并与透射电镜联机。

2010-2013年，郭立平教授对200kV离子注入机进行了改造，注入机从此运行稳定。

2014-2017年，郭立平教授团队搭建了50kV离子注入机。

2017年11月愛代理-中国网络代理，郭立平教授的学术著作《核材料辐照位错环》由国防工业出版社出版。

2018-2020年，郭立平教授带领团队成功修复故障严重瘫痪多年的2×1.7MV串列加速器。

2020-2021年，郭立平教授率领团队搭建了2×1.7MV串列加速器+200kV注入机+50kV注入机联机的三束同时辐照装置。

2022年5月，郭立平教授申请获批国家磁约束核聚变能研究专项项目课题《聚变中子氢氦协同效应的多束辐照模拟研究》一项。

2022-2024年，郭立平教授团队搭建了150kV注入机，替代三束辐照装置上的50kV离子注入机。

至此，武汉大学三束同时辐照装置建成并投入使用，为我国核材料辐照损伤研究提供了一个极具特色的重要实验平台，并为众多单位提供了单束辐照、双束辐照和三束辐照技术服务。

2023年11月29日，武汉大学建校130年校庆日和物理学院成立130年院庆日之际，我国著名的核物理学家、中国科学院院士、北京串列加速器核物理国家实验室原主任、武汉大学杰出校友、中国原子能科学研究院张焕乔研究员应郭立平教授的邀请为武汉大学加速器实验室题字揭牌。