Instytut Badań Systemowych PAN uzyskał znaczącą w świecie pozycję wśród jednostek naukowo-badawczych świata zajmujących się zbliżoną problematyką naukową. Wyraża się to znaczną liczbą umów i porozumień o współpracy naukowej z czołowymi instytucjami naukowymi i uniwersytetami, dużą liczbą wspólnych publikacji w czasopismach zagranicznych, udziałem pracowników IBS PAN w realizacji wspólnych projektów badawczych i wykładach zagranicznych, wzajemnych wizytach uczonych oraz organizacji konferencji naukowych w kraju i za granicą.
Wśród zagranicznych instytucji współpracujących wymienić można:
| Australia | University of Ballarat |
| Belgia | Uniwersytet w Gandawie |
| Bułgaria | Centrum Inżynierii Biomedycznej Bułgarskiej Akademii Nauk, Sofia |
| Bułgaria | Institute for Parallel Processing BAS, Sofia |
| Chińska Republika Ludowa | Chińska Akademia Nauk, Pekin |
| Czechy | Instytut Teorii Informacji i Automatyzacji Czeskiej Akademii Nauk, Praga |
| Finlandia | Åbo Akademi, Uniwersytet w Turku |
| Francja | Uniwersytet w Nancy |
| Hiszpania | Instytut Badawczy Sztucznej Inteligencji, Barcelona |
| Korea Południowa | Instytut Badawczy Informatyki i Elektroniki, Taejon |
| Meksyk | Instytut Technologii w Tijuana |
| Norwegia | Telenor Satellite Services, Oslo |
| Rosja | Instytut Informatyki i Automatyzacji Rosyjskiej Akademii Nauk, Sankt Petersburg |
| Rosja | Instytut Analizy Systemowej Rosyjskiej Akademii Nauk, Moskwa |
| Rosja | Joint Supercomputer Center of RAS, Moskwa |
| RPA | Uniwersytet Natalski |
| Tajwan | Graduate Institute of Management Sciences, Tamkang University |
| Ukraina | Politechnika Lwowska |
| USA | DePaul University, Chicago |
| Węgry | Budapeszteński Uniwersytet Techniki i Ekonomii |
| Wielka Brytania | Uniwersytet w Edynburgu, Uniwersytet w Bristolu, University of Oxford |
| Włochy | Uniwersytet w Sienie, ENEA, Uniwersytet w Genui |
Osiągnięcia badawcze Instytutu oraz jego pozycja dają podstawę do uczestniczenia w licznych międzynarodowych projektach, szczególnie tych wykonywanych w ramach programów ramowych Unii Europejskiej.
Ponadto Instytut Badań Systemowych PAN aktywnie uczestniczy w wielostronnej współpracy z Międzynarodowym Instytutem Stosowanej Analizy Systemów (IIASA), która obejmuje przedsięwzięcia naukowe, organizacyjne oraz związane z upowszechnianiem wyników badań.
Instytut prowadzi współpracę zarówno w ramach umów Polskiej Akademii Nauk i na podstawie porozumień bezpośrednich, jak również kontaktów nieformalnych. Zakres współpracy przybiera rozmaite formy: konkretne projekty (przewidziane w porozumieniach), wspólne prace badawcze naukowców, wspólne publikacje, konsultacje, udział w konferencjach.