Відділ має довготривалу історію, яку започаткував з дня створення Коростенського дослідного поля (1946). За весь період існування відділу його назва змінювалась (відділ агротехніки 1946-1956 рр., відділ рільництва 1956-1970, відділ землеробства 1970-2002 рр., з 2002 року відділ землеробства і меліорації), відображаючи поступальний розвиток сільськогосподарського виробництва. Основними завданнями підрозділу є задоволення запитів сільськогосподарського виробництва щодо оптимізації усіх складових ланок землеробства, з метою забезпечення високої продуктивності сільськогосподарських культур у природно-економічних умовах Полісся Житомирщини.

Відділ є багатофункціональним, у структуру якого в різні періоди входили наукові підрозділи: лабораторія агрохімії (1956-2011), у якій проводились польові агрохімічні та аналітичні  лабораторні дослідження, лабораторія по обробітку ґрунту й рекультивації земель (1976-2000), лабораторія сівозмін (1978-1992), лабораторія меліорації (1977-2011), лабораторія відродження земель радіаційної зони (2010-2017), сектор садівництва і ягідництва (2015 -2017).