Fundado em 1967, o Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia é o mais antigo dos departamentos do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). É tão antigo quanto o IFGW que surgiu, no papel, em 1966, e iniciou suas atividades em 1967, sob o comando do renomado físico Marcelo Damy de Souza Santos (1914-2009). Para a criação do Departamento, Damy convidou o físico Cesar Lattes (1924-2005), que na época já era muito conhecido pela descoberta do méson-pi. Lattes chegou para chefiar o DRCC e ser seu primeiro pesquisador, e trouxe consigo todo o seu grupo de pesquisa, além da importante colaboração entre Brasil e Japão na área dos raios cósmicos, que vinha desde 1962. Os cientistas que vieram com Lattes foram Armando Turtelli Júnior, Áurea Rosas Vasconcellos, Cláudio Santos, Edison Shibuya, Margarita Ballester e Marta Mantovani. A instalação do departamento foi importante para atrair outros físicos competentes e experientes para o Instituto de Física da Unicamp.
Em meados dos anos 1990, o DRCC iniciou sua participação no projeto internacional Pierre Auger. O objetivo deste projeto é descobrir que fenômeno astronômico pode ser capaz de produzir os chamados raios cósmicos ultra-energéticos. Uma única partícula desses raios (do tamanho de um núcleo atômico) pode ter tanta energia quanto uma bola de tênis a 100 km/h. Isto ainda não tem explicação consensual. Para encontrá-la, foram construídos dois grandes observatórios nos Hemisférios Norte e Sul. Paralelamente, os pesquisadores do DRCC começaram seus estudos e pesquisas na outra vertente da física das partículas experimental – os aceleradores de partículas, – por meio de cooperações internacionais com grandes laboratórios como o Fermilab, o de Brookhaven (EUA), o LVD (Itália) e o CERN (França/Suíça). Nas duas vertentes, passou-se a realizar pesquisas intensas com os neutrinos, partículas envolvidas em vários fenômenos físicos cruciais, desde a astrofísica até a física fundamental. Atualmente, essas duas vertentes são investigadas também pelo Grupo de Léptons (GL) e pelo Grupo de Estudo de Física e Astrofísica de Neutrinos (GEFAN).
Também merece menção uma outra pesquisa iniciada por Lattes em 1970, que resultou em diversas linhas de estudos sobre Física Nuclear. Lattes queria testar uma hipótese levantada pelo físico inglês Paul Dirac (1902-1984) em 1937, segundo a qual as constantes universais, como a carga do elétron, a constante de Planck, a velocidade da luz no vácuo e a constante gravitacional, não seriam totalmente constantes, mas variariam no tempo, especialmente no início da história pós-Big-Bang. Para isso, a ideia era verificar se havia algum desvio entre a observação de alguns fenômenos relacionados à Física Nuclear feita por diferentes métodos. Não se obteve precisão suficiente para se observar qualquer suposto desvio, mas isso gerou várias outras linhas de pesquisa na Física Nuclear, como as medidas de contaminação radioativa, terapias contra o câncer, termocronologia (determinação das temperaturas das rochas no passado remoto) e fissão nuclear. Essa é a origem do atual Grupo de Cronologia (GC).