1905年，贵州巡抚奏请清政府在贵阳开办贵州省立农事试验场。

1929年，试验场改成贵州省立模范试验场，旋即恢复贵州省立农事试验场。

1938年3月，贵州省政府与民国政府经济部商定，由贵州省建设厅与中央农业实验所共通筹建贵州省农业改进所。4月，贵州省立农事试验场、贵州省第二棉业试验场、省立模范林场合并成立贵州省农业改进所。

1949年11月23日，中国人民解放军贵阳市军事管制委员会建设接管部农林处接管贵州省农业改进所。

1950年12月，改称贵州省农业试验场。1954年12月至1955年正月，按照全国省属农业科研机构统一命名，贵州省农业试验场改成贵州省综合农业试验站。1959年9月15日，贵州省农业科学研究所成立。

1965年11月14日，经省委批准，研究所改称贵州省农业科学研究院。1966年5月24日，改称贵州省农业科学院。1967年，受文化大革命影响，农科院科研与行政组织陷于瘫痪，科研工作基本停滞。

1978年8月，废止1968年建立的院革命委员会管理体制。

2004年5月26日，经省长办公会议审议通过，原农业厅管理的8个研究所于2005年底整建制划归农科院管理。

2022年12月21日，贵州省农业科学院与威宁自治县人民政府关于农业高质量发展战略合作框架协议签订暨贵州省农业科学院威宁分院挂牌仪式在威宁举行。

2024年1月3日，贵州省农业科学院黔南分院揭牌仪式举行。

2024年2月6日，贵阳贵安与贵州省农业科学院深化合作第一次调度会召开，现场举行“贵州省农业科学院贵阳贵安分院”揭牌仪式。