Significance Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of long-term neurological disability and affects an ever-growing population. Currently, there are no effective treatments for patients suffering from chronic TBI-induced cognitive impairments. Here, we found that suppression of the integrated stress response (ISR) with a drug-like small-molecule inhibitor, ISRIB, rescued cognition in two TBI mouse models, even when administered weeks after injury. Consistent with the behavioral results, ISRIB restored long-term potentiation deficits observed in TBI mice. Our data suggest that targeting ISR activation could serve as a promising approach for the treatment of chronic cognitive dysfunction after TBI.