O Laboratório Central Noel Nutels (LACEN-RJ) resulta da reunião/fusão de diversos órgãos ligados à Saúde Pública que atuaram nos territórios carioca e fluminense ao longo de mais de um século. Sua história se inicia em 05 de junho de 1894, com a edição do Decreto n° 89, que veio a criar o Laboratório Municipal de Bromatologia.

Entretanto, apenas em 1906, com o nome modificado para Laboratório Municipal de Análises, o novo órgão de Saúde Pública deu início às suas atividades. A primeira sede do Laboratório ocupava o andar térreo do Palácio do Conde da Barca, localizado na Rua do Passeio, no Centro do Rio de Janeiro, edificação já demolida.

Em 10 de novembro de 1914, o Laboratório Municipal de Análises passou a ocupar dois pavilhões localizados no prédio n° 27 da Rua Camerino, também no Centro do Rio.

Em 1920, mediante acordo da União com a Prefeitura do então Distrito Federal, o Laboratório incorporou os serviços de higiene e laboratórios de análise. Tal acordo fazia parte de um plano maior destinado a reformar os serviços sanitários, conhecido como "Reforma Carlos Chagas", que se formalizou pela edição do Decreto 3.987 de 02/01/1920. A partir daquele ano, a instituição passou a se denominar Laboratório Bromatológico do Rio de Janeiro, permanecendo com este nome até a década de 60.

Mais adiante, em 1939, os serviços locais de Saúde Pública foram municipalizados, e novamente o Laboratório Bromatológico tornou-se parte da estrutura da prefeitura do Distrito Federal.

Em 1949, através do Decreto n° 9.688 de 11 de abril, foram estabelecidas as atribuições do Laboratório Bromatológico. Entre outras funções, o órgão deveria realizar análises prévias e fiscais para os órgãos governamentais, assim como manter uma exposição permanente de produtos alimentícios como meio de divulgar o valor nutritivo dos mesmos. As atribuições, então definidas, propiciaram a perspectiva de mudança para uma nova sede, gerando expectativa por melhores condições técnicas e de trabalho. Este desejo foi concretizado com a construção de um novo edifício na Rua do Resende nº118, no Centro do Rio, inaugurado no dia 20 de novembro de 1953, pouco mais de cinco anos após a colocação de sua pedra Fundamental, em 14 de setembro de 1948. Este fato representou um grande passo na trajetória do Laboratório, ao proporcionar a oferta de melhores serviços de saúde à população do Rio de Janeiro pela ocupação de uma estrutura própria e moderna para a época.

Mais adiante, em publicação no Boletim Oficial de 12 de janeiro de 1965, foi instituído o Laboratório de Saúde Pública, ligado à Secretaria de Saúde do Estado da Guanabara. O Laboratório de Saúde Pública era integrado pelos seguintes órgãos: Instituto Louis Pasteur, Instituto de Patologia, Instituto Bromatológico Francisco de Albuquerque e Instituto de Microbiologia e Parasitologia.

Em 1975, a fusão do antigo Estado do Rio de Janeiro (criado em 1889) com o Estado da Guanabara (criado em 1961) gerou o novo Estado do Rio de Janeiro, tendo por capital o município do Rio de Janeiro. A partir da fusão, a tarefa de dirigir todo o sistema de laboratórios do Estado do Rio de Janeiro ficou a cargo do Instituto Estadual de Saúde Pública Louis Pasteur (IESP).

A Resolução nº 05 da Secretaria de Estado de Saúde (SES), de 21 de julho de 1975, que instituiu o Regimento Interno da SES, estabeleceu o Instituto Estadual de Saúde Pública Louis Pasteur como órgão ligado ao Departamento Geral de Epidemiologia e Controle de Doenças. O IESP era constituído pelas Divisões de Patologia, de Controle Sanitário e pelo Serviço Assistencial de Laboratórios Regionais e Locais, ou seja, os laboratórios Miguelote Viana (Niterói) e os regionais de Petrópolis, Campos dos Goytacazes, Nova Friburgo e Barra Mansa. Assim, após a fusão, o papel de Laboratório de Referência Estadual passou do Laboratório Miguelote Viana para o IESP, que passou a congregar as funções do antigo Serviço de Laboratórios do Estado do Rio de Janeiro (1956) e do antigo Laboratório de Saúde Pública do Estado da Guanabara (1965). Desta forma, a partir da década de 70, o Instituto Louis Pasteur passou a coordenar toda a rede de laboratórios da Secretaria Estadual de Saúde do Estado do Rio de Janeiro (SES-RJ), em nível regional (através das coordenadorias regionais) e local (em centros e postos de saúde), além de assumir a supervisão de todos os laboratórios da rede hospitalar. A transformação do Instituto em Laboratório Central, como é conhecido atualmente, foi consequência natural desta nova organização da saúde no Estado do Rio de Janeiro.

Em 1983, através do Decreto 6.976 de 09 de dezembro, foi alterada a estrutura da Secretaria de Estado de Saúde e Higiene, sendo então criado o Laboratório Central de Saúde Pública Noel Nutels (LCNN), que veio a substituir IESP Louis Pasteur.

Com a implantação do Sistema Único de Saúde (SUS), em 1990, o Laboratório Central Noel Nutels fortaleceu sua condição de Laboratório de Referência Estadual, sendo também conhecido como LACEN-RJ, sigla identificadora de Laboratório Central do Estado do Rio de Janeiro.

A partir de 1995, o Laboratório passa por novas mudanças, passando a contar com uma estrutura organizada por Departamentos. São então nomeados os Departamentos de Patologia, de Controle Sanitário e de Pesquisa e Desenvolvimento.

Mais adiante, com a edição da Resolução nº 1.953, de 29/11/2002, foi definida e normatizada a Rede Estadual de Laboratórios de Saúde Pública do Estado do Rio de Janeiro (RELSP-RJ), coordenada pelo Laboratório Noel Nutels. Esta nova função veio a reafirmar e consolidar a instituição como Laboratório de Referência do Estado do Rio de Janeiro e um dos principais LACEN do país.

A partir de 2007, com a reestruturação da SES-RJ, que passou a chamar-se Secretaria de Estado de Saúde e Defesa Civil (SESDEC), o LACEN-RJ vivencia novas mudanças internas, quando seus Departamentos são transformados em Gerências e a instituição passa a ter o organograma vigente ate os dias de hoje.