בתחילת שנות השבעים של המאה העשרים התמעטו והלכו הקצבות הממשל האמריקני, שהיו באותה תקופה מקור חשוב של תקציבי מחקר מדעי בסיסי בישראל. שר החינוך יגאל אלון ביקש מהאקדמיה להכין תוכנית לפתרון הבעיה, והאקדמיה הציעה להקים קרן ייעודית מכספי המדינה למימון מחקר בסיסי בישראל. על פי החלטת הממשלה משנת 1972 הוקמה אפוא ״הזרוע למחקר בסיסי״, ו
פרופ׳ א״ד ברגמן, יו״ר החטיבה למדעי הטבע באקדמיה, מונה לעמוד בראשה. אחד המאפיינים החשובים שהוגדרו לזרוע הוא מימון ישיר של חוקרים ומחקרים על בסיס מצוינות מדעית אישית, ולא העברת סכום גלובלי לאוניברסיטאות.
באמצע שנות השמונים נקלע המחקר הישראלי למשבר חמור עקב שחיקת תקציבי המחקר העצמאיים של האוניברסיטאות. באפריל 1985, בעת ביקורו של ראש הממשלה שמעון פרס באקדמיה לרגל מלאת 25 שנים להיווסדה, הציגה לפניו מועצת האקדמיה את חומרת המצב. ראש הממשלה הטיל על האקדמיה, בהיותה גוף מייעץ לממשלה, להציע תוכנית לפתרון המשבר. ב־ 1986 השתתף נשיא האקדמיה
פרופ׳ יהושע יורטנר בשתי ישיבות ממשלה שיוחדו למחקר המדעי בישראל, ובעקבותיהן הורה ראש הממשלה, אז כבר יצחק שמיר, להגדיל את תקציב הקרן למחקר בסיסי. באוקטובר 1986 פורסמה תוכנית האב למחקר בסיסי, שהייתה לאחד המסמכים המשפיעים ביותר על תקצוב המחקר בישראל והוגשה לממשלה מספר חודשים אחר כך. במסמך זה הציעה האקדמיה להגדיל במידה ניכרת את תקציבי התמיכה הישירה במחקרים בישראל באמצעות חיזוק מעמדה של הקרן למחקר בסיסי של האקדמיה. ממשלת ישראל קיבלה עקרונית את תוכנית האב.
נשיא האקדמיה פרופ׳ יהושע יורטנר עם ראש הממשלה יצחק שמיר בלשכתו, 1991
גיוס משאבים וקפיצת מדרגה תקציבית
בשנים שלאחר קבלת תוכנית האב למחקר בסיסי של האקדמיה הופנו מאמציה, בהנהגתו של הנשיא פרופ׳ יורטנר ובסיוע יועץ הנשיא פרופ׳ אלכס קינן, להגדלה ניכרת של תקציבי המחקר הבסיסי בישראל. האקדמיה פעלה נמרצות לגיוס תרומות מחו״ל, ובד בבד יזמה מסע הסברה בקרב מקבלי ההחלטות שנועד להתריע מפני אובדן המצוינות המחקרית בישראל. ואכן, בזכות מאמצי האקדמיה, ובעזרת הוועדה לתכנון ולתקצוב (ות״ת), הוגדל מאוד תקציב הקרן. במהלך העשור העוקב הוכפל היקף הפעילות, והתקציב גדל פי חמישה.
ב־1992 שונה שמה של הקרן ל״הקרן הלאומית למדע״. ככל שגדל היקף פעילותה של הקרן התגבשה ההכרה באקדמיה שראוי שתהפוך לגוף עצמאי, ובשנת 1995 הפכה הקרן לעמותה עצמאית. עד 2014 היא פעלה תחת מִנהל האקדמיה, ואז נפרדה גם ממנו. הגידול העצום בתקציבה של הקרן לאורך השנים הוא עדות להכרה בהצלחתה כמנגנון התומך במחקר בסיסי משובח בישראל. תקצוב הקרן על ידי המדינה נעשה באמצעות הות״ת.