Instituttets historie kan for visse grene føres helt tilbage til 1886, hvor de statslige forsøgsstationer var under Landhusholdningsselskabets ledelse. I 1898 overgik arbejdet efter folkeligt krav til en statsinstitution. I årenes løb blev der oprettet en lang række forsøgsgårde i hele landet. Endvidere blev Statens Planteavlslaboratorium oprettet til støtte for analysearbejdet.

I begyndelsen af 1980'erne blev der i et samarbejde mellem Statens Husdyrbrugsforsøg og Statens Planteavlsforsøg opført et forsøgsanlæg ved Foulum. Senere blev der af Statens Planteavlsforsøg opført et forsøgsanlæg ved Flakkebjerg. Med disse forsøgsanlæg blev startet en samling af jordbrugsforskningen på disse to lokaliteter.

I 1997 blev Statens Husdyrbrugsforsøg og Statens Planteavlsforsøg slået sammen til Danmarks JordbrugsForskning. I 2007 fusionerede institutionen med Aarhus Universitet, og Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet blev dannet.

I 2011 gennemgik universitetet en stor faglig forandringsproces, som blandt andet indebar oprettelsen af Institut for Agroøkologi som en del af fakultetet Science and Technology.

I 2020 blev fakultetet Science and Technology delt i to fakulteter, og Institut for Agroøkologi kom til at være en del af Faculty of Technical Sciences.