국가과학자지원사업의 원래 명칭은 최고과학자지원사업이었다. 원래 이 사업은 세계 최고 수준의 연구 성과와 과학기술인상 수상자 등 우수성이 세계적으로 입증된 국내·외 과학자를 매년 1-2명씩 선정하여 총 10명의 최고과학자에 대해 국가에서 특별히 지원하는 사업으로 시작되었다. 선정된 과학자는 1인당 연간 30억원 내외의 연구비를 최대 5년간 지원 받으며 이와 동시에 최고 과학자별로 후원회가 결성되고 원활한 사회 활동과 경제 사회적 지위 보상을 받을 수 있도록 하였다.
2004년 9월 최고과학자 국가관리 방안을 보고하여 2005년 4월 〈과학기술관계장관회의〉에서 사업 추진 기본 계획이 확정되었다.황우석 사태 이후 최고과학자연구지원사업의 시행 여부에 대한 많은 논란이 있었으나, 과학기술계의 의견을 수렴한 결과 최고과학자연구지원사업의 기본 골격은 유지하되 사업을 개선하는 것으로 정책적 결정을 하게 되었다. 이에 따라 정부는 이 사업의 명칭을 국가과학자연구지원사업으로 변경하고 연구비 규모는 연간 15억원을 6년간 지원하되, 지원 후 3년이 되는 시점에서 단계 평가를 실시하여 계속지원 여부를 결정하는 방식으로 개선하였다. 이 개선 방향은 2006년 7월 20일 〈과학기술관계장관회의〉에 보고하여 확정되었다. 이리하여 2006년부터 국가과학자의 선정이 다시 재개되었다.
2008년 새 정부의 출범과 함께 교육인적자원부와 과학기술부가 교육과학기술부로 통합되어 양 부처가 나누어 담당하던 기초연구 정책과 사업이 통합되었다. 이에 따라 기초연구지원사업 내의 개인연구 지원 사업은 일반연구자 지원, 중견연구자 지원, 리더연구자지원 3개 부문으로 나누어 추진하게 되었다. 이리하여 2010년부터 국가과학자연구지원사업은 창의적 연구 및 세계 수준의 연구 리더를 육성하는 리더연구자지원사업으로 재편되었다.