Si bien Bernardino Rivadavia fue quien tomó la iniciativa de contratar científicos extranjeros, fue Domingo Faustino Sarmiento quien en el transcurso de su presidencia (1868-1874) la adoptó como práctica de los gobiernos nacionales de fines del siglo XIX.

Las propuestas de Sarmiento por impulsar la ciencia en el país durante su gestión presidencial, estuvieron influidas por sus experiencias previas, especialmente su estancia en Chile y su contacto con Estados Unidos y Alemania.

Antes de hacerse cargo de la presidencia de la nación, ya electo, Sarmiento le solicitó a Hermann Burmeister un informe sobre el estado del estudio de las ciencias exactas y naturales en la Argentina y la manera de promoverlas. Burmeister, recordando que la única universidad que poseía el carácter de nacional era la de Córdoba, analiza el estudio que allí se realizaba y encuentra que si bien era por demás insuficiente, ese lugar es el adecuado para fortalecer los estudios de la naturaleza.

El Presidente Sarmiento solicita al Congreso Nacional una ley que le permita contratar profesores en el extranjero; esta ley, Nro. 322, fue promulgada el 11 de septiembre de 1869 y es el germen  de nuestra Academia: por ello la conservamos como fecha de su fundación.

En 1872, Sarmiento y Nicolás Avellaneda (Ministro de Justicia, Culto e Instrucción Pública de la Nación) proyectan una ley en la que se habla de Academia de Ciencias Físicas y Matemáticas; pocos meses más tarde, se firmó el Decreto 9182 por el que se nombra una comisión para la construcción el edificio de su sede, que es el que actualmente ocupa.

En 1873, Burmeister es designado Director Científico de la Academia. En el correspondiente decreto se indican las prerrogativas que tendrá y se esboza una especie de reglamento al cual deben ajustarse los profesores académicos. La aplicación de este reglamento trae consigo una enojosa situación entre el Director y los primeros académicos contratados. Burmeister quería que los profesores cumplieran estrictamente con sus obligaciones docentes y de investigación; estos, por su parte, se resistían a obedecer en lo concerniente a la enseñanza, dedicándose por entero a la investigación.

Esta problemática culmina en 1875 con el alejamiento de Burmeister de la dirección de la Academia y la realización de una serie de cambios estructurales fundamentales.

Avellaneda (por entonces presidente de la República) pone a cargo al Doctor Manuel Lucero, rector de la Universidad Nacional de Córdoba, quién propone la necesaria separación de la Academia con la Universidad. A mediano plazo, el accionar del Rector y de los docentes, se encaminó  a dar la organización definitiva de la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, por medio de un reglamento y un plan de estudios, que definieran fines y objetivos propios. La Facultad se dedicaría a la formación de recursos humanos para los distintos niveles del sistema educativo y retendría la dirección de los museos, laboratorios y gabinetes respectivos, afectados a la realización de ejercitación práctica de los alumnos. En forma paralela, recuperaban la idea de contar con una segunda institución que desarrollaría tareas ajenas a la Facultad: la Academia Nacional de Ciencias. Esta Academia obraría como un consejo consultivo del gobierno en los temas referidos a las ciencias naturales y tendría a su cargo la exploración del territorio, la difusión de los resultados de esos estudios y el intercambio de información con otras entidades científicas.

Así, se constituyeron dos instituciones diferentes en sus objetivos y finalidades y en su dependencia orgánica. La Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (hoy Facultad de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales) se fundó por decreto de Avellaneda el 14 de octubre de 1876. La Academia Nacional de Ciencias continuó con Reglamento propio aprobado por decreto del 22 de junio de 1878, como consecuencia de la aprobación de ese nuevo reglamento, se constituyó la primera comisión directiva integrada por el Dr. Hendrik Weyenbergh como presidente y los doctores Jorge Hieronymus, Adolfo Doering, Oscar Doering, Luis Brackebusch y Francisco Latzina como vocales.