협동연구사업은 2004년 정책연구사업을 폐지·전환하면서 시작했으며, 이후 협동연구사업의 개념이 잡히고 대형과제가 추진되기 시작했다. 뒤이어 협동연구사업 관리제도와 R&D 기획을 강화했으며, 성공가능 과제에 대한 집중투자와 융합연구사업의 재정비가 이뤄졌다.
융합(협동)연구 사업은 2004년 정책연구사업을 축소·폐지하고 협동연구사업으로 전환 하면서 추진되기 시작하였는데 협동연구과제(2개)와 국제협력과제(2개)로 구분되어 추진되었다. 이후 2008년부터 협동연구사업의 개념 정리 및 대형과제 추진이 이루어 졌는데 R&D 사전기획으로 협동연구과제(5개)의 신규 지원이 이루어졌다. 2009년에는 협동연구사업 관리규정 개정으로 기관부담금제 도입 등 협동연구사업 관리제도 정비 및 선진화를 위한 노력이 이루어졌다. 2010년에는 협동연구사업의 사전 R&D 기획 기능이 강화되었는데, 산/학/연 기술전문가로 구성된 기술탐색공동체 지원으로 R&D 기획이 강화되었다. 선택과 집중을 통한 성공가능 과제에 집중 지원이 이루어지도록 하기 위해, 상대평가를 실시하여, 저성과 과제의 지원이 중단되도록 하였다. 2011년에는 신가치를 제공하는 융합(협동)연구사업으로 재정비가 이루어졌는데, 소원과제, 융합과제 등의 발굴이 이루어졌다.