農學院的前身是始建于清末的京師大學堂農科大學農學門，已經有111年的歷史。1949年由北京大學農學院、清華大學農學院、華北大學農學院相關院系合并組建為北京農業大學農藝學系，并設置相應的本科專業。1952年，隨著全國性的高等學校院系調整，將原來的系和專業調整為農學系（設農學專業）。1958年，學校進行系和專業調整，調整為農學系，設農學專業、農業植物生理及生物化學專業、作物遺傳選種及良種繁育專業。

1986年學校進行機構改革和院系調整，設農學系，包括農學專業、作物遺傳育種專業、農業氣象專業。1995年學校將農學系、園藝系、植物保護系合并為植物科技學院，按照農學專業、作物遺傳育種專業、植物病理專業、農業昆蟲專業、果樹專業、蔬菜專業、觀賞園藝專業等專業招生培養。1999年，學校又將植物科技學院調整為作物學院、植物保護學院和園藝學院。2002年作物學院新增種子科學與工程專業。2002年，學校大規模進行院系調整，將作物學院、植物保護學院和園藝學院合并為農學與生物技術學院，農學院現設有農學系、植物遺傳育種學系、植物病理學系、昆蟲學系、果樹學系、蔬菜學系和觀賞園藝與園林系等7個教學機構。

2015年，學校將農學與生物技術學院調整為農學院、園藝學院、植物保護學院。

農學院下設作物生態與農作學、作物生理與栽培學、植物遺傳育種與種子科學、作物基因組與生物信息學4個系和1個植物生產類實驗教學中心，另設區域農業發展、作物生理與栽培、作物化控、生物質工程、玉米、小麥、水稻、特用作物以及種子科學與技術9個研究中心。農學院現有農學、種子科學與工程2個本科專業，7個碩士學位授權點，5個博士學位授權點，依托作物學國家一級重點學科，所含的2個二級學科作物遺傳育種學、作物栽培學與耕作學也均為國家級重點學科。

農學院擁有強大的師資隊伍和雄厚的科研力量，現有教授44人、副教授37人，其中，中國工程院院士1人、“長江學者獎勵計劃”特聘教授3人、國家杰出青年科學基金獲得者10 人，“973”首席科學家2人，國家重點研發計劃首席科學家5人，國家級教學名師1人，“萬人計劃”教學名師1人，北京市教學名師2人，國家現代農業產業技術體系崗位科學家8人，“青年千人”4人，國家優秀青年基金獲得者4人，教育部“新世紀優秀人才”10人，北京市糧經作物創新團隊崗位專家1人，國家自然科學基金創新群體1個，國家級教學團隊1個，國家級精品課程2門，教育部創新團隊1個，111引智基地1個。擁有功能齊全、設備先進的國家玉米改良中心、教育部雜種優勢研究與利用重點實驗室、農業部農作制度重點實驗室等10個國家及省部級重點實驗室或工程中心，年均科研經費約1億元。在北京、河北、吉林、海南等地建有試驗農場，與多個科研院所和企事業單位共建學生實習基地。