Ante el éxito del Laboratorio, que puso a las ciencias físicas españolas en el mapa de la ciencia internacional, la JAE inició hacia 1920 los primeros contactos con la Internacional Education Board de la Fundación Rockefeller para conseguir fondos que permitieran ampliar el centro, que se estaba quedando anticuado y pequeño.

Se trataba del primer ejemplo de gran patrocinio privado de la ciencia española, situado en un entorno especialmente favorable, pues los científicos que allí trabajaron "compartiendo el espacio con poetas, filósofos y artistas, dieron origen al núcleo intelectual más brillante, cosmopolita e innovador de la cultura española... la creación de este campus... constituyó el mayor estímulo para el desarrollo de las ciencias operado en nuestro país durante muchas décadas".

Tiene planta rectangular con tres alturas y dos alas de laboratorios.

La fachada principal, que está orientada hacia el sur, tiene como elemento central un gran pórtico con columnas de aspecto clásico y estilo muy austero, colocado, según el arquitecto Lacasa, como homenaje arquitectónico al origen estadounidense de la Fundación Rockefeller, ya que recuerda al estilo colonial de aquel país.

En el sótano se alojaron los laboratorios de física moderna y de las dos plantas, una se dedicó a la química y otra a la química-física.

En 1910 se dictó la Real Orden por la que se derogaba el requisito de la autorización administrativa previa para que las mujeres pudieran matricularse y cursar estudios universitarios.

Así pues, continuó en parte su línea anterior a la guerra civil, aunque sin la participación de las figuras principales de la época anterior, que estaban o bien en el exilio (Cabrera o Moles, entre otros) o bien habían sido apartados del centro (Catalán).