天目林学院时期

浙江农林大学创建于1958年，时称天目林学院，由中共浙江省委创办，当时确定专业设置为林业、木材采伐与运输机械化、木材机械加工和林产化学加工工艺专业，招生规模400名。

浙江林学院时期

1966年9月，天目林学院改名为浙江林学院。1970年7月，浙江林学院与浙江农业大学合并。1978年4月，浙江农业大学林学系改为浙江农业大学天目分校。1979年2月，国务院批准同意恢复浙江林学院。1981年12月，国务院批准浙江林学院为首批学士学位授予单位。1986年7月，浙江林学院由省林业厅主管改由省教委主管。1997年11月，浙江林学院通过国家教委对学校本科教学合格评价。2000年7月，浙江省林业干部学校整体并入浙江林学院。同年，浙江林学院天目学院创办。2003年7月，学校机关整体搬迁至东湖校区。同年9月，学校被批准为硕士学位授予单位。

浙江农林大学时期

2010年3月，浙江林学院经教育部批准更名为浙江农林大学。同年6月，浙江林学院天目学院更名为浙江农林大学天目学院。2013年9月，诸暨校区建成启用，浙江农林大学天目学院整体搬迁。2014年，浙江林学院天目学院更名为浙江农林大学暨阳学院。同年7月，学校成为浙江省人民政府和国家林业局共建高校。同年9月，学校入选第一批卓越农林人才教育培养计划改革试点项目名单。同年10月，学校获批林学一级学科博士后科研流动站。

2017年3月，学校获批建设省部共建亚热带森林培育国家重点实验室。同年6月，浙江农林大学动物科技学院成立。同年8月，学校入选浙江省重点建设高校。2018年5月，浙江农林大学获批博士学位授予单位。2021年5月，学校成为高等农林院校课程思政联盟首批理事会员单位。同年6月，学校成立了中国高校首个环境医院——浙江农林大学环境医院。同年7月，学校牵头成立浙江省“两山”理念（生态文明）智库联盟。

2022年9月，浙江农林大学碳中和学院挂牌成立，这也是浙江首个碳中和学院。同年11月，浙江农林大学联合浙江省高校成立浙江省高校助力乡村振兴联盟，并当选理事长单位。2023年3月，学校成为浙江省人民政府和农业农村部共建高校。同年4月，浙江农林大学开化研究院揭牌成立。2024年1月19日，浙江农林大学“千万工程”研究院揭牌成立。2025年5月24日，浙江农林大学非物质文化遗产研究院成立。