История института начинается с создания в 1937 году Чкаловской государственной селекционной станции.  Для проведения научных исследований и обеспечения хозяйств области высококачественными семенами зерновых и кормовых культур в августе 1937 года была создана государственная селекционная станция. Работа по селекции сельскохозяйственных культур была начата в 1939 году.

В 1954 году станция реорганизована в Оренбургскую областную государственную сельскохозяйственную опытную станцию. В функциональные обязанности дополнительно включается проведение научных исследований по земледелию, растениеводству и другим направлениям.  Работа опытной станции была весьма многогранной. Помимо злаковых культур начинают возделываться горох, чина, клещевина, нут, кукуруза.

Штат станции состоял из 36 научных работников, среди которых было 4 кандидата наук (Шуваев В.П., Аникович В.Ф., Ягер Ф.Х., Воробьев В.Ф.). Успешно сочетали научную и производственную деятельность с подготовкой кандидатских диссертаций заведующий отделом семеноводства  Крючков А.Г. , заведующий отделом механизации Тымицкий В.В., директор опытной станции Иванов Ю.А., а также Зубов В.Л., Сироткин Е.М., Дорошин В.И., Андреева В.М., Надточий М.М. и др.

В 1973 году в соответствии с постановлением Совета Министров РСФСР от 10 июля 1973г. № 380 и приказом Министерства сельского хозяйства  РСФСР от 23 июля 1973г.   № 233 на базе Оренбургской областной государственной сельскохозяйственной опытной станции организован  Оренбургский научно — исследовательский институт сельского хозяйства. Первым директором института стал кандидат сельскохозяйственных наук Гридасов Иван Иванович.

После создания института были расширены ранее существующие и открыты новые отделы и лаборатории:  отдел повышения плодородия почв,  отдел технологии производства кормов, отдел эко­номики, лаборатория мелиорации солонцов и защиты почв от эрозии, лаборатория козоводства и овцеводства, лаборатория механизации, отдел пропаганды, научно-технической информации и внедрения, ла­боратория севооборотов и водного режима, лаборатория защиты рас­тений, лаборатория картофелеводства, лаборатория первичного семеноводства.

В 1979 году институт передан в непосредственное подчинение Всероссийского отделения ВАСХНИЛ, согласно постановлению Совета Министров РСФСР от 17 января 1979г. № 38, приказу Министерства сельского хозяйства РСФСР от 2 февраля 1979г. № 157 и приказу Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук от 7 февраля 1979г. № 7.

В 1985 году на основании приказа Совета Министров РСФСР № 41 от 29.01.1985г. и приказа ВАСХНИЛ от 22.02.1985г. № 27-ЛК для проведения исследований и производства семян  по зонам области на базе института создано научно-производственное объединение «Южный Урал» (НПО «Южный Урал»). В объединение вошли институт и 5 опытных производственных хозяйств – ОПХ «Урожайное» и ОПХ им. Куйбышева (центральная зона), ОПХ «Тоцкое» (западная зона), ОПХ «Советская Россия» (восточная зона) и ОПХ им. 50-летия ВЛКСМ (северная зона области).

Согласно Указа Президента Российской Федерации от 30 января 1992 года № 84      «О Российской академии сельскохозяйственных наук» институт передан в ведение единой Российской академии сельскохозяйственных наук, созданной при объединении Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук и Российской академии сельскохозяйственных наук.

В 1995 году научно-производственное объединение «Южный Урал», на основании постановления Президиума Российской академии сельскохозяйственных наук протокол  № 7 от 20 апреля 1995г., было преобразовано в Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства с опытными хозяйствами.

В 2002 году на основании свидетельства о государственной регистрации серия   А № 13725 от 11.04.2002г. Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства переименован в государственное научное учреждение «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ «Оренбургский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии»).

В соответствии с Федеральным законом от 27 сентября 2013 года № 25З-ФЗ «О Российской академии наук, реорганизации государственных академий и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2013 года № 2591-р Институт передан в ведение Федерального агентства научных организации (ФАНО России). Согласно приказу ФАНО России от 10.06.2014г. институт переименован в Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ»).

Согласно приказа Федерального агентства научных организаций от 30 марта 2017 года № 141 «О реорганизации Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийской научно-исследовательский институт мясного скотоводства» в форме присоединения к нему Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» и на основании записи о внесении в Единый государственный реестр юридических лиц от 14 декабря 2017 года № 2175658487695, Оренбургский НИИСХ присоединен к ВНИИМС. На базе ВНИИМС создано Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научных центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук» (ФГБНУФНЦ БСТ РАН).

В структуру института входят 6 научных отделов и 4 лаборатории: отдел земледелия и ресурсосберегающих технологий, отдел технологий зерновых культур, отдел технологий кормовых культур, отдел селекции и семеноводства зерновых культур, отдел картофелеводства, отдел животноводства, лаборатория первичного семеноводства зерновых культур, лаборатория селекции ячменя, лаборатория селекции проса, комплексно-аналитическая лаборатория. Кроме научных отделов имеются: административно-хозяйственный отдел, библиотека и гараж.

С 1997 по 2015 год в институте работала аспирантура по четырём специальностям: общее земледелие; селекция и семеноводство; растениеводство; частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства. За этот период подготовлено 93 аспиранта и соискателя.

С 2003 по 2007 год при институте успешно работал диссертационный совет   К 006.07901, в котором защитилось 29 соискателей ученой степени кандидата наук, из них сотрудников института – 20 человек. Всего сотрудниками института и соискателями защищено 14 докторских и 125 кандидатских диссертаций, в том числе с 2001 по 2019 год – 5 докторских и 65 кандидатских диссертаций, из них сотрудниками института – 50.

В разные годы институтом руководили кандидат с.-х. наук Гридасов И.И., доктор эконом. наук Зелепухин А.Г., член-кор. РАН Бельков Г.И., кандидат с.-х. наук Зоров А.А.

Значительный вклад в развитие сельскохозяйственной науки и производства области внесли ученые института: Бельков Г.И., Гридасов И.И., Зелепухин А.Г., Логачев Н.Д., Дерябина А.П., Тишков Н.И.,  Аникович В.Ф., Малинович М.М., Климентьев А.И., Кленова А.А., Крючков А.Г., Тихонов В.Е., Востриков В.И., Назарова Р.Е., Надточий М.М., Андреева В.М., Абдрашитов Р.Х., Красавин В.Д.,  Назаров В.С., Максютов Н.А., Кушнир С.Я., Жданов В.М., Хопренинов В.Д., Усков А.Т., Бискаев Н.К., Мушинский А.С., Сатункин И.В., Бакиров Ф.Г., Сазонов Ф.В., Соловьева В.Н.,  Егоров В.М.,  Шуляковский П.П., Мишуков В.М., Сыроватко В.М., Кишнярова Л.А., Абдрашитова Л.Н., Макашев В.А., Подставочкин А.К.,  Долгалев М.П., Мушинский А.С., Часовских Н.П., Шмидт П.Е., Шпинев А.В.,  Лапин Ю.Г., Сухарева В.Н., Завьялов М.Н., Семко В.В., Туякова З.С., Скобелева В.А., Дубачинская Н.Н., Кононов В.М., Якупов И.Х., Дусаев Х.Б., Клюев В.Н., Гаркушин А.М.  и многие-многие другие ученые,  которым за их самоотверженный труд благодарен коллектив института.

В настоящее время в институте работают высококвалифицированные сотрудники: доктора наук  — Бельков Г.И., Максютов Н.А., Бесалиев И.Н., Панин В.А., Мушинский А.А., кандидаты наук — Зоров А.А., Часовских Е.В., Тишков Н.И.,  Елисеев В.И.,  Сандакова Г.Н., Воскобулова Н.И., Неверов А.А., Верещагина А.С.,  Петров Н.И., Мухитов Л.А., Панфилов А.Л., Тимошенкова Т.А.,  Скороходов В.Ю., Кафтан Ю.В., Митрофанов Д.В., Зенкова Н.А., Аминова Е.В., Абдрашитов Р.Р., Герасимова Е.В., Саудабаева А.Ж., Камалеев Р.