Одеська філія ННДРЦУ була заснована 1984 р. Першочерговою проблемою став пошук приміщення для установи, деякий час реставратори були змушені працювати в різних музеях Одеси. Лише 1989 року відбувся переїзд до постійного місця розташування ОФ ННДРЦУ – двоповерхової будівлі – пам’ятки культурної спадщини поч. ХХ століття, колишнього особняка М.Ф. Вейнмарн у Вознесенському провулку, 7. Колектив Одеської філії постійно розширювався. У різні часи у філії працювали художники-реставратори Г. Шувалова, М. Прокопенко, О. Рудой, В. Зайцев та інші.
З 2018 р. Одеську філію очолює В’ячеслав Федорович Кружков. І дотепер в установі працює Інна Аркадіївна Русіна – художник-реставратор станкового олійного живопису вищої кваліфікаційної категорії, яка розпочинала в Одесі професійну реставрацію та отримала цілу низку почесних нагород: ордени княгині Ольги ІІІ ст., святої великомучениці Варвари та інші відзнаки держави.
Сьогодні колектив фахівців Одеської філії ННДРЦУ складається з кваліфікованих художників-реставраторів станкового олійного та темперного живопису (І. Поляков, А. Черешня, В. Онопрієнко, Н. Кудіна, Г. Данілюк), графічних творів (А. Мацкевич), творів з кераміки (Н. Мариненко, А. Меланьїна), тканини (С. Омеліна, Л. Шанусь), меблів (А. Вакаренко) і фахівців з питань хімії та біології, збереження пам’яток у фондосховищах (Ж. Боровська, В. Коритнянська), працівників адміністративно-господарчої частини.
Фахівці ОФ ННДРЦУ повернули до життя багато пам’яток з музейних скарбниць 19 музеїв України. Серед них музеї Одеси, Миколаєва, Херсона, Сімферополя, Феодосії, Кропивницького, Ізмаїла, Білгород-Дністровська, Чорноморська тощо. За роки існування Одеської філії відроджено більше ніж вісімсот творів мистецтва. Це вагомий внесок у збереження історико-культурної спадщини українського народу.
Серед пам’яток іконопису, повернених до життя, ікона «Старозавітна Трійця» з Одеського художнього музею (художник-реставратор О. Рудой). У результаті проведеної роботи стало відомо, що ікона належить до Новгородської школи XVI століття. Варто згадати останні робот, зокрема ікони «Володимирська Богородиця» (художник-реставратор І. Поляков), «Святі Іулітта та Кирик з житієм» (художник-реставратор Г. Данілюк), «Богоматір Пом’якшення злих сердець» (художник-реставратор Н. Кудіна).
«Богоматір – Пом’якшення злих сердець» з Одеського художнього музею. Художник-реставратор Н. Кудіна.
Слід відзначити реставрацію копійних портретів художника Г. М. Честахівського, який був значною фігурою культурної спадщини України, «Портрет А.В. Суворова» з колекції Одеського історико-краєзнавчого музею, «Портрет Олександра І» з Одеського художнього музею (художник-реставратор І. Русіна), «Портрет Б.Х. Мініха» з Одеського історико-краєзнавчого музею (художник-реставратор А. Черешня). До ювілею Т.Г. Шевченка в 2004 році художники-реставратори І. Русіна та М. Прокопенко відреставрували ікону, написану Г.М. Честахівським на честь Тараса Шевченка 1867 р.
Знаковою подією стало відновлення «Портрета герцога де Рішельє» роботи В. Гюбера з Одеського музею західного та східного мистецтва (художники-реставратори І. Русіна, А. Черешня та В. Онопрієнко). Твір флорентійської школи «Мадонна з немовлям» кінця XV століття з цього ж музею отримав друге життя завдяки художнику-реставратору З. Дулгерь.
Плідною є співпраця з Одеським художнім музеєм. Наприклад, реставрація картини «Гуцульська пара» Т.Н. Яблонської (художник-реставратор І. Поляков),
«Гуцульська пара» з Одеського художнього музею. Художник-реставратор І. Поляков.
«Історичний сюжет» (художник-реставратор А. Черешня), «М’ясо» (художник-реставратор В. Онопрієнко).
За роки існування філії відреставровано багато живописних шедеврів з Миколаївського обласного художнього музею ім. В.В. Верещагіна, зокрема «Голландський натюрморт зі свічкою» XVII ст. (художник-реставратор Г. Данілюк).
Заслуговують на увагу відреставровані твори графіки (художник-реставратор А. Мацкевич): гравюра «Божа Матір з Немовлям» з Ізмаїльського історико-краєзнавчого музею Придунав’я,
«Божа Матір з Немовлям» з Ізмаїльського історико-краєзнавчого музею Придунав’я. Художник-реставратор А. Мацкевич.
літографії з видами старої Одеси з Одеського історико-краєзнавчого музею, художні листки В.Ф. Тіма з Херсонського обласного музею ім. О.О. Шовкуненко, гравюра «Напад» з Миколаївського обласного художнього музею ім. В.В. Верещагіна тощо.
Необхідно згадати реставрацію творів декоративно-ужиткового мистецтва, серед яких вироби порцелянової мануфактури, тканини, старовинні меблеві гарнітури. Експонати з порцеляни та фаянсу Одеського музею західного та східного мистецтва: «Лоточок-цукерниця» XVIII століття та «Тарілка», «Ваза в стилі ампір» (художники-реставратори Н. Мариненко та А. Меланьїна).
Художник-реставратор вищої категорії С. Омеліна відновила багато експонатів з тканини: «Свитка жіноча» з Одеського літературного музею,
«Свитка жіноча» з Одеського літературного музею. Художник-реставратор С. Омеліна.
«Мундир нижніх чинів кірасирського полку» з Ізмаїльського історичного музею ім. О.В. Суворова, «Прогулянкові черевички» з Муніципального музею приватних колекцій імені О.В. Блещунова та інші.
Окрім реставрації й поглибленого наукового дослідження реставрованих творів, співробітники Одеської філії виконували методичні розробки, пошук історії побутування творів та їх атрибуцію. З результатами своїх досліджень неодноразово виступали на конференціях художники-реставратори І. Русіна, З. Дулгерь, А. Мацкевич, наукові співробітники Ж. Боровська та В. Коритнянська.
Виставки – це дуже хвилюючі моменти в житті Одеської філії ННДРЦУ, бо на розсуд глядачів виноситься копітка, скрупульозна, часом, багаторічна праця реставраторів і науковців. Виставки відреставрованих творів завжди стають не тільки святами, які супроводжуються урочистими заходами, а й дуже потрібною професійною роботою. На відкритті виставок збираються захоплені своєю справою діячі мистецтва, фахівці в галузі музейництва, науково-дослідної роботи та реставрації з багатьох міст України та мають можливість обмінюватися інформацією, отримувати відповіді на питання, що їх цікавлять. На виставці «Відроджені до життя» (грудень 1992 – січень 1993 рр.) у виставковому залі Одеського історико-краєзнавчого музею вперше були експоновані 50 відреставрованих творів живопису та графіки. У 2012 році відбулася виставка «Магія часу» у Кропивницькому, яка підсумувала результати п’ятирічної праці з Кіровоградським обласним художнім музеєм. 25-річчя співробітництва ОФ ННДРЦУ з Одеським історико-краєзнавчим музеєм у 2013 р. вирішили відсвяткувати відкриттям виставки «Відроджені реліквії Одещини». Як підсумок 30-річчя діяльності Одеської філії ННДРЦУ було розгорнуто виставковий проект «Покликані зберігати». У 2019 р. в Одеському муніципальному музеї особистих колекцій ім. О.В. Блещунова відбулася виставка «Врятовані для нащадків», присвячена 35-річчю заснування Одеської філії.