ภาควิชาพืชไร่นา ได้ก่อตั้งมาพร้อมกับคณะเกษตรและมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในปี พ.ศ. 2486 ตาม พ.ร.บ. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์พ.ศ. 2486 ขณะนั้นเรียกชื่อว่า คณะเกษตรศาสตร์ เปิดสอนหลักสูตรกสิกรรมและสัตวบาล โดยจัดหลักสูตร 5 ปี สำหรับปริญญาตรี และ 3 ปี สำหรับอนุปริญญา ซึ่งภาควิชาพืชไร่นาได้รวมอยู่ในแผนกวิชาเกษตรศาสตร์ ให้การศึกษาในระดับปริญญาตรี โดยมีการสอนและวิจัยด้านพืชศาสตร์และปฐพีวิทยา



พ.ศ. 2509 โดยมีพระราชกฤษฎีกาจัดแบ่งคณะในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์เมื่อวันที่ 1 มีนาคม 2509 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น คณะเกษตร พร้อมกับแบ่งส่วนราชการใหม่เป็น 8 แผนกวิชา และแผนกวิชาเกษตรศาสตร์ซึ่งเดิมรวมภาควิชาปฐพีวิทยา ได้แยกจากกันและเปลี่ยนชื่อเป็นแผนกวิชาพืชศาสตร์
พ.ศ. 2511 ได้เปลี่ยนหลักสูตรปริญญาตรีเป็น 4 ปี
พ.ศ. 2512 มีประกาศสำนักนายกรัฐมนตรี เรื่องการแบ่งส่วนราชการในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และแบ่งภาควิชา โดยเปลี่ยนจากแผนกวิชาเป็นภาควิชาในทุกคณะ
พ.ศ. 2518 มีประกาศสำนักนายกรัฐมนตรี เรื่องการแบ่งส่วนราชการในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ลงวันที่ 2 ตุลาคม 2518 ได้เพิ่มภาควิชาใหม่ในคณะเกษตร 4 ภาควิชา คือ 1) ภาควิชากีฏวิทยา 2) ภาควิชาโรคพืช 3) ภาควิชาพืชไร่นา และ 4) ภาควิชาพืชสวน โดยแผนกวิชาพืชศาสตร์ได้แยกจากกันเป็นภาควิชาพืชสวน และภาควิชาพืชไร่นา
พ.ศ. 2522 ได้เริ่มกิจกรรมการเรียนการสอนที่วิทยาเขตกำแพงแสน จ. นครปฐม เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2522 ซึ่งเป็นวันเปิดภาคเรียนภาคปลายปีการศึกษา 2521 โดยเริ่มให้นิสิตปริญญาตรีชั้นปีที่ 3 และ 4 หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต ( เกษตรศาสตร์) ไปศึกษา ทำให้ภาควิชาพืชไร่นาแบ่งออกเป็น 2 วิทยาเขต คือ 1) วิทยาเขตบางเขน และ 2) วิทยาเขตกำแพงแสน ต่อมาในปีการศึกษา 2528 ได้เคลื่อนย้ายนิสิตชั้นปีที่ 1 ของหลักสูตรนี้ไปศึกษา ณ วิทยาเขตกำแพงแสนเป็นต้นมา
พ.ศ. 2546 มีประกาศสภามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เรื่องการจัดตั้งคณะเกษตรกำแพงแสน ลงวันที่ 21 มีนาคม 2546 ทำให้ภาควิชาพืชไร่นาแยกออกจากกันเป็น ภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตร และภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตรกำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน
ปัจจุบัน ภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตร เปิดสอนทั้งในหลักสูตรปริญญาตรี โท และเอก โดยระดับปริญญาตรีเปิดสอนวิชาต่างๆ ให้กับหลักสูตรวิทยาศาสตร์เกษตร หลักสูตรการจัดการศัตรูพืช หลักสูตรเคมีเกษตร และหลักสูตรปริญญาตรีร่วมนานาชาติสองปริญญา ซึ่งเป็นหลักสูตรกลางของคณะเกษตร ส่วนระดับบัณฑิตศึกษาขั้นปริญญาโทเปิดสอนหลักสูตรวิทยาศาสตรมหาบัณฑิตตั้งแต่ปี พ.ศ. 2510 ขั้น ปริญญาเอกเปิดสอนหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิตตั้งแต่ปี พ.ศ. 2525 และหลักสูตรวิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต โครงการกาญจนาภิเษก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2541 เป็นต้นมา นอกจากนี้ภาควิชาฯ ยังเปิดสอนในหลักสูตรวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต (เกษตรเขตร้อน) ซึ่งเป็นหลักสูตรนานาชาติของคณะเกษตรอีกด้วย


รายนามหัวหน้าภาควิชา

1. ศ. จักร โชติสาลิกร ปี 2486 ในนามหัวหน้าแผนกวิชาเกษตรศาสตร์  

2. ศ.ดร. อรรถ นาครทรรพ-ในนามหัวหน้าแผนกวิชาเกษตรศาสตร์

3. ศ.ดร. พนม สมิตานนท์-ในนามหัวหน้าแผนกวิชาเกษตรศาสตร์

4. ศ.ดร. เริ่ม บูรณะ-ในนามหัวหน้าแผนกวิชาเกษตรศาสตร์

5. ศ.ดร. บรรเจิด คติการ 2508-2513 ในนามหัวหน้าแผนกวิชาพืชศาสตร์

6. ผศ.ดร. บรรเจิด บุญซื่อ 2513-2517 ในนามหัวหน้าแผนกวิชาพืชศาสตร์                                               

7. ผศ.ดร.ประสาน ยิ่งชล 2517-2521 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

8. ผศ. สว่าง พฤกษาชีวะ 2521-2525 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

9. ผศ.ดร. สนั่น จันทร์คำ 2525-2529 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                             

10. รศ.ดร. ชัยฤกษ์ มณีพงษ์ 2529-2533 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                              

11. ศ.ดร. เจริญศักดิ์ โรจนฤทธิ์พิเชษฐ์ 2533-2537 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                        

12. รศ.ดร. งามชื่น รัตนดิลก 2537-2539 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

13. รศ.ดร. กฤษฎา สัมพันธารักษ์ 2539-2541 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

14. ผศ.ดร. สุวพงษ์ สวัสดิ์พาณิชย์ 2541-2545 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                             

15. รศ.ดร. สมบัติ ชิณะวงศ์ 2545-2546 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

16. รศ.ดร. กฤษฎา สัมพันธารักษ์ 2546-2547 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                              

17. รศ.ดร. วิจารณ์ วิชชุกิจ 2547-2549 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                               

18. รศ.ดร. รังสฤษดิ์ กาวีต๊ะ 2549-2557 ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา                                              

19. ผศ.ดร. ปิยะ กิตติภาดากุล 2557- ปัจจุบัน ในนามหัวหน้าภาควิชาพืชไร่นา