Trong quá trình hoạt động của mình, có nhiều người đoạt giải Nobel là viện sĩ của Viện; nhiều người trong số này đã là viện sĩ của Viện trước khi đoạt giải Nobel:

Các viện sĩ nổi tiếng khác có linh mục Agostino Gemelli (1878–1959), người sáng lập Đại học Thánh tâm (Công giáo) và là chủ tịch Viện hàn lâm Giáo hoàng về Khoa học sau khi viện được tái lập cho tới năm 1959, và đức ông Georges Lemaitre (1894–1966), một trong số cha đẻ của khoa vũ trụ học (cosmology) hiện đại, cũng làm chủ tịch Viện này từ năm 1960 tới 1966, và nhà khoa học thần kinh người Brasil Carlos Chagas Filho.