Bahagian Antarabangsa, Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi (MOSTI) telah dibentuk secara rasmi pada tahun 1991. Pada mulanya, Bahagian ini terdiri daripada lima (5) Unit—Unit Dua Hala 1 (Eropah/Amerika/Australia), Unit Dua Hala 2 (Asia), Unit ASEAN/APEC, Unit Pelbagai Hala dan Unit Pentadbiran. Jumlah kakitangan pada masa itu adalah 17 orang.
Semasa penyusunan semula Kementerian pada tahun 2007, Bahagian ini telah mengalami transformasi kecil dari segi struktur. Semua Unit, kecuali Unit Pentadbiran, telah diselaraskan di bawah satu seksyen baharu iaitu Seksyen Kerjasama Teknikal bagi mencerminkan fungsi utama Unit-unit tersebut. Satu lagi seksyen baharu yang dikenali sebagai Seksyen Misi Galakan Perdagangan dan Promosi telah ditubuhkan bagi menyelaras program-program perdagangan dan promosi oleh MOSTI dan agensi tempatan yang berkaitan Sains, Teknologi dan Inovasi (STI) di luar negara; membantu merangka pendirian MOSTI dalam hal-hal perdagangan yang berkaitan dengan STI; dan untuk menyelaras penglibatan MOSTI dalam rundingan perjanjian perdagangan di kalangan ahli Pertubuhan Perdagangan Sedunia (WTO) khususnya dalam bidang yang berkaitan dengan STI dan fungsi MOSTI. Unit Pentadbiran tidak berubah sehingga ke hari ini.
Kini, Bahagian Antarabangsa terdiri daripada seramai 21 kakitangan. Tiga belas (13) kakitangan terdiri daripada Kumpulan Pengurusan dan Profesional (semuanya adalah daripada skim perkhidmatan Tadbir dan Diplomatik) dan lapan (8) kakitangan daripada Kumpulan Sokongan.