Am 16. März 1988 wurde die gemeinnützige Stiftung "Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg" (ZSW) mit Sitz in Stuttgart und Ulm gegründet. Zweck der Stiftung war, Erkenntnisse der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien und der rationellen Energiewandlung beschleunigt in vermarktungsfähige Anwendungstechnik umzusetzen und an die Wirtschaft des Landes zu transferieren.
Mit der Gründung und den ersten Aufbaujahren des ZSW untrennbar verbunden ist der Name von Professor Dr. Werner H. Bloss. Bereits Ende der 1950er und in den 1960er Jahren forschte er als Hochschullehrer und Leiter des späteren Instituts für Physikalische Elektronik (IPE) der Universität Stuttgart auf dem Gebiet nichtkonventioneller Energieumwandlung. Seine Vision war, Sonnenenergie effizient in Nutzenergie umzuwandeln und auch als Sekundärenergieträger speicherbar und transportierbar zu machen. Die langfristige Hauptaufgabe verstand Bloss dabei so, dass Forschungsergebnisse sukzessive und vorrangig zum Nutzen der heimischen Wirtschaft in die praktische Anwendung umzusetzen waren. Schwerpunkt seiner Arbeiten war schon früh die Photovoltaik und speziell Dünnschichtsolarzellen. So wurde bereits in den 1970er Jahren die am IPE entwickelte Dünnschichtsolarzelle auf Kadmium-Sulfid-Basis in eine Pilotfertigung überführt. Im IPE konzentrierte man sich später auf Chalkogenid-Dünnschichtsolarzellen, Typ (CuInxGa1-xSe2, abgekürzt CIS), die bald eine der erfolgreichsten Dünnschichttechnologien werden sollten.
Auf Basis der in Stuttgart an der Universität und beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bereits etablierten Arbeitsgebiete Sonnenenergienutzung und Wasserstofftechnik entstanden seit 1980 fruchtbare Kooperationsnetzwerke. Dazu gehörte u. a. der DFG-Sonderforschungsbereich "Wasserstoffverbindungen als Energieträger" an der Universität Stuttgart. Oder auch das deutsch-saudi-arabische Forschungsprojekt "HYSOLAR". Diese Entwicklung legte dann auch die Gründung einer außeruniversitären und interdisziplinären Forschungseinrichtung nahe.
Parallel erarbeitete im Auftrag der Landesregierung eine "Fachkommission Energietechnik" unter dem Vorsitz von Prof. Dr. Hans Albrecht (Forschungsleiter bei Daimler-Benz) Empfehlungen für den Ausbau innovativer Forschungsschwerpunkte am Hochschulstandort Ulm. Als aussichtsreiches Schwerpunktthema wurden die elektrochemische Energiewandlung und -speicherung sowie die Entwicklung der entsprechenden Verfahrenstechnik identifiziert. Es wurde empfohlen, schwerpunktmäßig dieses Lehr- und Forschungsgebiet in Ulm zu vertiefen und in enger Abstimmung mit der Universität ein industrienahes, außeruniversitäres Forschungsinstitut aufzubauen. Das Arbeitsgebiet war bestens geeignet, das inzwischen gemeinsam von der Universität Stuttgart und dem DLR konzipierte außeruniversitäre Institut für Solar- und Wasserstofftechnik inhaltlich zu ergänzen.
Unter Führung des Landes wurden die Schwerpunktbereiche in Stuttgart und Ulm zusammen in die Gründung der Stiftung ZSW eingebracht. Gründungsstifter waren neben den beiden Universitäten und dem DLR die Landesministerien für Wirtschaft und Wissenschaft sowie sieben weitere Firmen und Verbände aus Baden-Württemberg. Erster Vorsitzender des Gründungskuratoriums war Senator e .h. Dipl.-Ing. Peter Schnell (früherer Vorstand der Energieversorgung Schwaben). Gründungsvorstände und wissenschaftliche Leiter waren Prof. Dr. Werner H. Bloss (Universität Stuttgart), Prof. Carl-Jochen Winter (Vorstand DLR) und Prof. Dr. Wolfgang Witschel (Universität Ulm). Mit einer Satzungsergänzung wurde dann 1991 die Funktion eines hauptamtlichen geschäftsführenden Vorstandsmitgliedes eingerichtet, um das rasch wachsende Institut leistungsfähig zu organisieren. In die neu geschaffene Funktion wurde am 1. Januar 1992 Prof. Dr.-Ing. Hans Albrecht berufen, der sie im Juni 1999 an Dr. Thomas Schott weiter gab. Nach acht überaus erfolgreichen Jahren übergab dieser zum 01.07.2007 den "Stab" an Prof. Dr. Frithjof Staiß.
Das ZSW hat sich in stürmischen Aufbaujahren zu einem weltweit beachteten Forschungsinstitut des Landes Baden-Württemberg entwickelt und wird damit seinem Gründungsauftrag voll gerecht. Die jüngsten Erfolge im Technologietransfer und in der Zusammenarbeit mit der Industrie haben die Wahl und Kombination der Schwerpunkte und das interdisziplinäre Gesamtkonzept bestätigt.