L'activité internationale de l'Institut Pasteur de Saint-Pétersbourg commence avec la publication du Journal de Microbiologie qui a été publié d'août 1925 à 1931. Le journal a fourni des publications de chercheurs soviétiques et internationaux. La revue a joué un rôle important dans la collaboration avec d'autres institutions microbiologiques scientifiques et pratiques à l'étranger en présentant les réalisations de la microbiologie soviétique aux États-Unis et aux pays européens. De plus, la diffusion du Journal de Microbiologie à l'étranger a permis aux éditeurs de recevoir par courrier (en échange) des périodiques européens sur la microbiologie et les maladies infectieuses, ainsi que des monographies. Ceci, à son tour, a permis au personnel de l'Institut de se tenir au courant des réalisations des scientifiques étrangers.

Dans les années 60 la coopération avec l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) est établie. Des spécialistes de l'Institut (G.P. Oblapenko, Yu.P. Rykushin, A.Yu. Samostrelsky) ont participé directement au programme mondial de l'OMS pour l'éradication de la variole dans le monde. Ils ont apporté une grande contribution à la solution de cette mission historique, travaillant dans des régions épidémiquement défavorisées d'Asie et d'Afrique. L'interaction avec l'OMS est également menée au cours des années suivantes - sur les programmes de maladies diarrhéiques, de poliomyélite, de diphtérie, de rougeole, de rubéole, d'infection à VIH et de SIDA.

Actuellement, l'Institut poursuit une coopération active avec l'OMS :

•  Directeur adjoint pour le travail scientifique de l’Institut Vladimir Dedkov est un consultant expert de l'OMS ; membre du Groupe consultatif scientifique sur l'origine des nouveaux agents pathogènes (SAGO).

• Sur la base de l'Institut, il y a deux laboratoires sous-nationaux accrédités par l'OMS (pour le diagnostic de la poliomyélite et pour le diagnostic de la rougeole et de la rubéole).
• Depuis 2004, le Laboratoire des infections intestinales de l'Institut organise des formations OMS sur la surveillance mondiale des maladies d'origine alimentaire (WHO

Une chercheuse principale du laboratoire d’étiologie et de contrôle des infections virales de l'Institut, Olga Kubar  est membre du Conseil d'administration du Forum européen pour les bonnes pratiques cliniques (EFGCP) depuis 1998. Elle est membre du Comité russe de bioéthique de la Commission de la Fédération de Russie pour UNESCO, ancien membre et vice-président du Comité international de bioéthique (CIB) à l'UNESCO.

Depuis 1993, l'Institut est membre à part entière du Réseau International des Instituts Pasteur, qui comprend 33 Instituts situés dans 25 pays du monde. L'Institut coopère avec l'Institut Pasteur de Paris et d'autres Instituts du Réseau sur des problèmes de microbiologie, d'épidémiologie, de virologie et d'immunologie, y compris dans le cadre de programmes d'éradication et d'élimination des maladies infectieuses.

Depuis 2014, l'Institut coopère avec l'Institut norvégien de Santé publique (Oslo, Norvège) sur les projets suivants « Maladies transmises par les tiques dans la région de Barents et sur les côtes nord et ouest de la Norvège » et « Infections émergentes : Renforcement des capacités sur les infections dans la région de Barents, en Norvège et en Russie ». Dans le cadre de la collaboration suivante, 8 publications conjointes ont été publiées.

L'Institut Pasteur de Saint-Pétersbourg entretient et développe également des contacts scientifiques et des projets communs avec des pays d'Europe (France, Belgique, Serbie), d'Asie (Vietnam) et d'Afrique (République de Guinée, Sénégal). Par ailleurs, un projet conjoint est actuellement mis en œuvre pour évaluer l'immunité de la population au virus SARS-CoV-2 avec les pays d'Europe de l'Est, du Caucase et d'Asie centrale (République d'Arménie, République de Biélorussie, République kirghize, République du Tadjikistan) .