평양시 중구역 영광거리 연화2동 윤이상음악당에 위치한 윤이상음악연구소는 김일성과 김정일의 지시에 의해 1984년 12월 5일 창립되었다. 윤이상음악연구소는 세계적인 현대음악가 윤이상의 음악세계와 고전음악 및 현대음악을 연구하는 전문 연구기관이다. 윤이상음악연구소의 주요 역할은 관련 분야 음악자료의 수집 정리, 음악연구를 목적으로 출발하였으나 연구성과가 축적되면서 실제 연주에 활용하기 위한 목적으로 1990년 12월에 윤이상관현악단을 창단하였다.
또한 음악연구 성과를 북한 내외에 소개하는 잡지 『음악연구』를 발표하며, 해마다 윤이상 음악토론회와 윤이상 음악제를 정기적으로 진행하고 있다. 윤이상 음악제는 국립교향악단에서 운영하던 것을 제4회 대회인 1982년 대회부터 윤이상음악연구소에서 맡아서 진행하고 있다. 이외에도 다양한 형식의 합동공연을 통하여 음악연주 활동을 벌이고 있으며, 음악분야의 남북교류와 해외교류의 창구로서 역할하고 있다.
윤이상음악연구소가 들어있는 윤이상음악당은 15층 건물로 1991년 3월에 착공하여 1992년 10월에 개관하였는데, 600석 규모의 전문연주홀과 연습시설, 소속관현악단 단원들의 연습실, 국제회의실, 감상실, 문헌자료실, 민족악기 전시장 등을 갖추고 있다.