Відразу ж після виникнення ІРЕ його перший директор, Олександр Якович Усиков, почав запрошувати на роботу фізиків-теоретиків і математиків, випускників фіз.-мат. факультету ХДУ. На той час у Харкові було тільки три доктори фізики-теоретики: О.Й. Ахієзер, І.М. Ліфшиц і В.Л. Герман. Й одного з них, Веніаміна Леонтійовича Германа, Олександр Якович попросив очолити відділ теоретичної фізики.
На перший погляд, ідея створення такого відділу могла здатися не цілком зрозумілою. Адже школа теоретичної фізики, організована в нашій країні Л.Д. Ландау, в ті часи була в основному орієнтована на вирішення фундаментальних проблем, загалом далеких від завдань радіофізичної науки. Крім того, підходи до вирішення завдань у фізика-теоретика та у радіофізика сильно відрізняються. Проте, на думку О.Я. Усикова, діалог між представниками двох різних «наукових культур» повинен був привести до виникнення нових наукових напрямів.
І дійсно, прийняті на роботу в ІРЕ молоді випускники кафедри теоретичної фізики Харківського державного університету, такі як В.П. Шестопалов, Е.А. Канер, Ф.Г. Басс, В.М. Конторович і багато інших активно включилися у проведені в інституті дослідження, а крім того запропонували ряд нових наукових напрямів.
Необхідно особливо підкреслити роль професора Емануїла Айзековича Канера у становленні відділу. Е.А. Канер був одним з яскравих представників теоретичної школи Іллі Михайловича Ліфшиця. Найбільш важливі дослідження Е.А. Канера відносяться до теорії плазмових явищ в металах. Завдяки відкриттю циклотронного резонансу та іншим його роботам у цій області відбувся перегляд загальноприйнятих уявлень про метал як про середовище, в якому неможливо поширення електромагнітних коливань. Е.А. Канер передбачив існування різних типів таких коливань, здатних проникати всередину металу на велику глибину, виявив новий механізм їх поглинання (так зване магнітне загасання Ландау), розробив теоретичні уявлення про одночастковий балістичний механізм аномальної прозорості металів.
Одним із перших Е.А. Канер почав дослідження з магнітною акустикою металів. Ним були передбачені акустичний циклотронний та гелікон-фононний резонанси, резонанс на відкритих орбітах, гігантські квантові осциляції швидкості звуку, сильні неадіабатичні ефекти в електрон-фононній взаємодії, розроблені теоретичні основи магнітної акустоелектроніки металів на релєєвських хвилях.
Е.А. Канер вніс важливий внесок у розробку проблеми нестійкості і поширення хвиль у напівпровідниковій і газорозрядної плазмі – передбачив гелікоїдальну нестійкість пов’язаних звукових і спіральних електромагнітних хвиль, розвинув теорію циклотронної параметричної нестійкості нового типу в напівпровідниках.
Плідні наукові ідеї Е.А. Канера знайшли втілення у статистичній теорії поширення радіохвиль у турбулентній тропосфері та розсіювання хвиль на гідрометеорах, у радіолокації, інших областях сучасної радіофізики. В останні роки свого життя Е.А. Канер активно займався вивченням магнітодомішкових хвиль у металах, деяких проблем магнітного пробою, акустичних властивостей низькорозмірних невпорядкованих систем, нелінійної електродинаміки металів і напівпровідників.
Після смерті Е.А. Канера, починаючи з 1986 року, відділ теоретичної фізики очолив один з талановитих його учнів – Микола Михайлович Макаров, а починаючи з 2001 року по 2019 відділ очолював інший чудовий учень Е.А. Канера — Валерій Олександрович Ямпольський. Зараз відділ очолює учень В. О. Ямпольського — С. С. Апостолов.
Більше двох десятиліть Е.А. Канер вів активну педагогічну роботу, будучи професором Харківського державного університету. Активна співпраця відділу теоретичної фізики ІРЕ з Харківським національним университетом імені В.Н. Каразіна продовжується і тепер. Співробітники відділу (В.О. Ямпольський, С.С. Апостолов, Т.М. Рохманова) ведуть викладацьку діяльність, читають загальні курси лекцій, керують виконанням дипломних та курсових робіт. Це забезпечує спадкоємність традицій відділу. І в колишні часи, і тепер у відділі працює багато талановитої молоді.