Идея развития сельскохозяйственной науки в Якутии впервые была сформулирована в середине XIX века, когда предпринимались первые попытки создания опорных сельскохозяйственных станций. Значительным шагом в этом направлении стала публикация в 1913 году в правительственной газете статьи руководителей Переселенческой экспедиции под руководством П.А. Столыпина, в которой обосновывалась необходимость создания в регионе опытной станции.
1 августа 1908 года была открыта Якутская бактериологическая лаборатория. Её создание стало возможным благодаря инициативе Сергея Александровича Грюнера — в будущем профессора Омского ветеринарного института, основателя Камчатской бактериологической лаборатории и Обдорского ветеринарно-бактериологического института (ныне Ямальская опытная станция). Организация лаборатории была осуществлена на основании документов, подготовленных помощником ветеринарного врача Якутии Иваном Лаврентьевичем Кондаковым и направленных иркутскому генерал-губернатору Андрею Николаевичу Селиванову.
В 1925–1930 годах по инициативе правительства Якутии на территории республики работала Якутская экспедиция АН СССР, которая определила научно обоснованные пути и перспективы развития региона, включая сельское хозяйство. По предложению участников экспедиции, в 1926 году решением Совета народных комиссаров ЯАССР под председательством М.К. Аммосова была создана сеть сельскохозяйственных организаций. В частности, на базе бактериологической лаборатории был организован Ветеринарно-бактериологический институт.
В 1927 году была учреждена Центральная сельскохозяйственная опытная станция, которую возглавил Георгий Андреевич Балабаев — участник Якутской комплексной экспедиции АН СССР, научный сотрудник Института прикладной ботаники и новых культур Наркомзема РСФСР (ныне Всероссийский институт растениеводства, ВИР).
1 июня 1928 года Совет Народных Комиссаров Якутской АССР издал Постановление «Об организации сельскохозяйственной опытной станции». В данном документе были утверждены цели и задачи опытного дела, разработанные Г.А. Балабаевым, и указано, что организационные мероприятия и направления работы Якутской станции должны соответствовать особенностям местного хозяйства.
Это постановление сыграло ключевую роль в становлении аграрной науки республики. Во-первых, СНК ЯАССР признал необходимость развития опытного дела для внедрения научных достижений в практику крестьянских хозяйств. Во-вторых, особое внимание было уделено подготовке кадров в центральных сельскохозяйственных учебных заведениях. В-третьих, было решено ходатайствовать перед Наркомземом РСФСР о включении Якутской центральной сельскохозяйственной станции в общесоюзную сеть опытных учреждений, а также о закреплении за станцией научного руководства со стороны Института опытной агрономии и Всесоюзного института прикладной ботаники.
2 октября 1930 года Малый Президиум Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В.И. Ленина удовлетворил ходатайство СНК ЯАССР и включил Якутскую центральную сельскохозяйственную опытную станцию в свою систему, поручив кураторство Сибирскому институту зернового хозяйства и Сибирскому институту молочного хозяйства.
В 1933 году Постановлением коллегии Наркомзема РСФСР была утверждена сеть научно-исследовательских учреждений Крайнего Севера, включавшая 20 объектов, пять из которых располагались на территории Якутской АССР: Булунский и Нижнеколымский оленеводческие опорные пункты, Среднеколымский сельскохозяйственный опорный пункт, Якутская и Алданская сельскохозяйственные комплексные зональные станции. В 1934 году Ветеринарно-бактериологический институт был реорганизован: его научно-исследовательское отделение перешло в ведение Областной комплексной сельскохозяйственной опытной станции, а на базе производственной части была создана Якутская областная бактериологическая лаборатория, которая в 1937 году была переименована в Республиканскую ветеринарную опытную станцию. В 1939 году были организованы Якутская государственная селекционная станция на базе Покровской сельскохозяйственной опытной станции и Якутская животноводческая опытная станция на базе племенного хозяйства Наркомзема ЯАССР.
Осенью 1948 года на заседании Ученого совета Якутской научно-исследовательской базы АН СССР, посвященном итогам августовской сессии ВАСХНИЛ, кандидат сельскохозяйственных наук С.Н. Попов предложил создать на базе существующих малых научных учреждений комплексный Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.
Создание института было осуществлено на основании Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по улучшению работы научно-исследовательских учреждений по сельскому хозяйству». 30 марта 1956 года вышло Постановление Совета Министров Якутской АССР «Об организации Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства» (ЯНИИСХ). Институт был образован путем объединения Якутской государственной селекционной станции, Якутской республиканской опытной станции животноводства и отдела животноводства Якутского филиала АН СССР. В подчинение институту перешли Булунская опытная станция, Тиксинская сельскохозяйственная опытная станция, Алданский и Олекминский опорные пункты.
В 1957 году Якутская ветеринарная опытная станция, включая научный отдел, ведущий историю с 1908 года от Якутской бактериологической лаборатории, была объединена с ЯНИИСХ, что позволило интегрировать старейшее научное направление Якутии в структуру комплексного института.
С 1979 года Якутский НИИ сельского хозяйства вошел в систему Сибирского отделения ВАСХНИЛ, а 14 ноября 2006 года перешел в ведение Российской академии сельскохозяйственных наук.
В 2013 году началась реформа Российской академии наук, РАСХН и РАМН, в результате которой было создано Федеральное агентство научных организаций (ФАНО), а затем — Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения РАН» (ФИЦ ЯНЦ СО РАН). В 2019 году ЯНИИСХ был присоединен к ФИЦ ЯНЦ СО РАН в качестве обособленного структурного подразделения.
Руководителями Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства в разное время являлись:
- Г.П. Коротов (1956–1958)
- В.Н. Антипин (1958–1959)
- И.П. Авдеев (1959–1960)
- М.Г. Сафронов (1960–1988)
- И.А. Матвеев (1988–1997)
- Е.А. Борисов (1997–2002)
- А.И. Степанов (2002–2007)
- М.П. Неустроев (2007–2012)
- А.И. Степанов (2012–2019)
- Л.Н. Владимиров (2019–2022)
- М.М. Черосов (и.о. директора с 2022, директор с 2024).