清末宣统三年（1911）劝业道在杭州笕桥创办农事实验场。民国27年（1938）因战时东迁松阳，成立综合性的浙江省农业改进所（简称省农改所）。
1942年夏，日寇进犯浙南，省农改所被迫首迁云和，再迁景宁避战，直到抗战胜利，回迁松阳，1946年复员杭州。
1951年1月正式命名为浙江省农业科学研究所（简称省农科所）。
1958年是省农科所不平凡的一年。开年伊始，继周恩来总理在1957年12月17日视察省农科所后，1月5日毛泽东主席也亲临省农科所视察。不久，省委又作出决定，省农科所提升为省直属单位，并委任省委书记处书记李丰平同志兼任所长，批准省农科所建立党委。
1960年2月省农科所扩建为省农业科学院（简称省农科院），并和浙江农业大学（简称浙江农大）合而为一，实行农业科研、教育一体化，后因上下的体制不顺，1965年校院又分开设置。
1976年科研秩序重新得到整顿。
1977年底由6个研究所发展为9个，新设了水稻、农业微生物、原子能利用研究所。
1979年10月新设农业自然资源和农业区划研究所。
1980年2月成立情报研究所。
1984年3月建成农业部重点实验室――病毒实验室。
1993年4月成立省农业新品种引进开发中心。
1994年5月建立食品加工研究所。
1997年7月院改革试点方案通过并实施。
1998年3月农产品质量标准研究所成立（食品研究所增挂），2000年转由植物保护研究所挂牌。
1998年10月生物技术研究所成立（病毒室增挂）。
1998年12日水稻研究所成立（作物研究所增挂），浙江辐照中心成立（原子能利用研究所增挂），花卉研究中心成立（萧山棉麻研究所增挂）。
2000年浙江亚热带作物研究所（温州）、浙江柑桔研究所（黄岩）由省科技厅划归院管理。
2001年蔬菜研究所成立。
2002年农业部农产品质量监督检验测试中心成立。
2002年院博士后科研工作站设立。
2002年院学科结构调整，院下设作物与核技术利用、蔬菜（含农业新品种引种中心）、园艺、畜牧兽医、蚕桑、植物保护与微生物、环境资源与土壤肥料、病毒学与生物技术、食品加工、农产品质量标准、农村发展与信息、柑桔、亚热带作物、花卉、玉米等15个专业研究所。
2003年院河姆渡茭白研究中心、金华爱斯曼绿色蔬菜科创中心、安吉草食动物科创中心成立。
2004年院绿色蔬菜研究中心成立。
2005年院数字农业研究中心成立。
