С 1978 по 1989 гг. Институт возглавлял выдающийся математик академик Андрей Николаевич Тихонов. Андрей Николаевич внес значительный вклад в топологию, заложил основы асимптотической теории сингулярно-возмущенных дифференциальных уравнений (знаменитые тихоновские системы). Он является основоположником нового направления в прикладной математике – теории некорректных задач, методов регуляризации. Создание медицинских томографов, реконструкция геологических пластов, диагностика плазмы и многие другие прикладные задачи удалось решить в рамках этого подхода.
В эти годы Институт включился в число участников крупнейших научно-технических проектов. Одним из ярких примеров может служить комплекс работ, связанных с созданием многоразовой космической системы "Энергия-Буран". Участие Института в этой работе оказалось крайне важным с точки зрения успеха всего проекта. Здесь, как и во многих других делах Института, проявился организаторский талант А.Н.Тихонова, его дальновидность, железная воля, мудрость, государственный подход.
А.Н.Тихонов стал одним из идеологов широкого внедрения прикладной математики в различные сферы жизни общества. При активной поддержке М.В.Келдыша А.Н.Тихонов создал факультет вычислительной математики и кибернетики Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова и стал первым его деканом. С легкой руки А.Н.Тихонова такие факультеты начали создаваться по всей стране.
По его замыслу, сочетание высокой математической культуры, физической интуиции и искусства, связанного с программированием, должно было помочь вырастить поколения специалистов компьютерной эпохи. Успехи нашей страны в области прикладной математики во многом связаны с воплощением этого замысла в жизнь.
Андрей Николаевич был блестящим педагогом. Тысячи специалистов в области прикладной математики и компьютерного моделирования во многих странах считают его своим учителем. Классический курс "Уравнения математической физики", написанный им совместно с академиком А.А.Самарским, другие его замечательные учебники выдержали десятки изданий у нас в стране и за рубежом. Велика роль А.Н.Тихонова в развитии математического образования в средней школе.