Идея о развитии сельскохозяйственной науки в Якутии впервые появилась в середине XIX века, когда было сделано несколько попыток создать сельскохозяйственные опорные станции. Первым зачатком научно-исследовательского учреждения на огромной территории Якутии была бактерологическая лаборатория, созданная в г. Якутске в 1908г., но только Якутская экспедиция АН СССР, организованная в 1925г. по инициативе Якутского правительства, научно обосновала пути и перспективы развития сельского хозяйства в условиях Якутии. По предложению ее членов, в 1926г. был организован Ветеринарно-бактерологический институт, а затем в 1927г. создана Центральная сельскохозяйственная опытная станция, которую возглавил Георгий Андреевич Балабаев.
1 июня 1928г. вышло Постановление Совета Народных Комиссаров Якутской АССР «Об организации сельскохозяйственной опытной станции», где разработанные Г.П. Балабаевым цели и задачи опытного дела были одобрены, и указано, что все организационные мероприятия и направления работы Якутской станции должны соответствовать особенностям местного хозяйства.
Это постановление сыграло важнейшую роль в становлении сельскохозяйственной науки республики. Во-первых, СНК Якутской АССР признал, что необходимо развивать опытное дело, чтобы достижения науки своевременно внедрялись в крестьянские хозяйства; во-вторых, особое внимание было уделено обучению молодежи в сельскохозяйственных учебных заведениях центра; в-третьих, было решено возбудить ходатайство перед НКЗ РСФСР о включении Якутской центральной сельскохозяйственной станции в общую сеть опытных учреждений РСФСР, а также признать необходимым для станции установление постоянной непосредственной связи с институтом опытной агрономии и Всесоюзным институтом прикладной ботаники.
2 октября 1930 г. заседание Малого Президиума Всесоюзной Академии сельскохозяйственных наук им.В.И. Ленина, рассмотрев ходатайство СНК Якутской АССР, согласилось включить в свою систему Якутскую центральную сельскохозяйственную опытную станцию, предложив Сибирскому институту зернового хозяйства и Сибирскому институту молочного хозяйства включить ее в сеть своих учреждений.
В 1933 г. Постановлением коллегии Наркомзема РСФСР была утверждена сеть научно-исследовательских учреждений Крайнего Севера в 20 точках, из них пять находились на территории Якутской АССР: Булунский и Нижнеколымский оленеводческие опорные пункты, Среднеколымский сельскохозяйственный опорный пункт, Якутская и Алданская сельскохозяйственные комплексные зональные станции. В 1934г. Ветеринарно-бактериологический институт был реорганизован. Научно-исследовательское отделение было передано Областной комплексной сельскохозяйственной опытной станции, а на основе производственной части организована Якутская областная бактериологическая лаборатория. В 1937г. Якутская областная бактериологическая лаборатория переименована в Республиканскую ветеринарную опытную станцию. В 1939 г. были организованы Якутская государственная селекционная станция на базе Покровской сельскохозяйственной опытной станции и Якутская животноводческая опытная станция на базе племхоза Наркомзема ЯАССР.
Осенью 1948 г. на заседании Ученого совета Якутской научно-исследовательской базы АН СССР, посвященном обсуждению итогов августовской сессии ВАСХНИЛ (1948г.), кандидат сельскохозяйственных наук С.Н. Попов внес предложение создать вместо существующих малых научных учреждений научно-исследовательский институт сельского хозяйства.
Создание Якутского НИИ сельского хозяйства осуществилось только когда вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по улучшению работы научно-исследовательских учреждений по сельскому хозяйству», на основе которого 30 марта 1956 г. вышло Постановление Совета Министров Якутской АССР «Об организации Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства» на базе Якутской государственной селекционной станции, Якутской республиканской опытной станции животноводства, отдела животноводства Якутского филиала Академии наук СССР. Институту были подчинены Булунская опытная станция, Тиксинская сельскохозяйственная опытная станция, Алданский и Олекминский опорные пункты.
В 1957г. Якутская ветеринарная опытная станция объединилась с Якутским НИИСХ.
С 1979 г. Якутский НИИ сельского хозяйства вошел в систему Сибирского отделения ВАСХНИЛ, а 14 ноября 2006 г. перешел в ведение Российской академии сельскохозяйственных наук.
Директорами Якутского научно-исследовательского института работали Г.П. Коротов (1956-1958 гг.), В.Н. Антипин (1958-1959 гг.), И.П. Авдеев (1959-1960 гг.), М.Г. Сафронов (1960-1988 гг.), И.А. Матвеев (1988-1997 гг.), Е.А. Борисов (1997-2002 гг.), А.И. Степанов (2002-2007 гг.), М.П. Неустроев (с 2007- 2012 гг.), А.И. Степанов (с 2012-2019 гг.), Л.Н. Владимиров (2019- 2022 гг.), М.М. Черосов (2023 г.).