中国作物学会于1961年12月20-28日在湖南长沙召开第一次会员代表大会，正式宣布成立。大会选举金善宝为理事长，杨开渠、胡竞良、戴松恩、蔡旭、何康为副理事长，戴松恩兼秘书长，另有19名常务理事和26名理事组成了第一届理事会。隶属于中国农学会。 

1979年在山西省太原市举行的全国农业学术讨论会期间进行换届选举，并组成了第二届理事会。金善宝为理事长，戴松恩、蔡旭、陈永康、方悴农、吴绍暌、孙仲逸、王金陵、李竞雄、袁隆平为副理事长，戴松恩兼秘书长。另有11名常务理事和85名理事组成第二届理事会。隶属于中国农学会。

1983年10月在北京进行了换届选举，李竞雄为理事长，王金陵、刘大钧、庄巧生、陈一吾、郑丕尧、胡恒觉为副理事长，吴景锋为秘书长，诸德辉、黄铁城为副秘书长，戴松恩、蔡旭、吴绍暌、诸宝楚、许传祯、沈学年、孙仲逸为顾问。另有11名常务理事和73名理事组成了第三届理事会，隶属于中国农学会。

1985年3月5日经国家体改委体改办字(1985)第17号和3月20日中国科协(1985)科协发学字089号文件正式批复，中国作物学会被批准为国家一级学会，并成为中国科协的团体会员。挂靠单位为中国农业科学院作物育种栽培研究所。

1988年4月28日在中国农业科学院进行了换届选举，庄巧生为理事长，过益先(常务)、王连铮、李振声、郑丕尧、刘大钧、赵德芳为副理事长，吴景锋兼秘书长，黄铁城（兼）、陈坚、李春华为副秘书长。另有14名常务理事和72名理事组成了第四届理事会。

1994年4月在北京农业大学进行换届选举，王连铮为理事长，过益先(常务)、李振声、吴景锋、董克勤、盖钧镒、戴景瑞、杨炎生、辛志勇（增补）、赵德芳为副理事长，李春华为秘书长，黄铁城、陈坚、金沛、杜娟（1996年1月增补）为副秘书长。金善宝、李竞雄、庄巧生为名誉理事长。另有14名常务理事和79名理事组成了第五届理事会。

1998年4月在中国农业科学院进行换届选举，王连铮为理事长，刘旭、辛志勇、李继扬、杨炎生、凌启鸿、傅廷栋、戴景瑞为副理事长，陈新华为秘书长，陈坚、赵明、杜娟为副秘书长。庄巧生为名誉理事长，过益先为名誉理事。另有17名常务理事和75名理事组成了第六届理事会。

2002年4月在北京中国科技会堂进行了换届选举，路明为理事长，辛志勇（常务）、刘新录、李家洋、李晓林、陈刚、孙其信、盖钧镒、傅廷栋、翟虎渠为副理事长，陈新华为秘书长，陈坚、赵明、赵久然、杜娟为副秘书长。刘坚为顾问，庄巧生、王连铮、李振声、董玉琛为荣誉理事长，过益先、吴景锋为荣誉理事。另有21名常务理事和96名理事组成了第七届理事会。

2003年按照国家科技体制改革的要求，原挂靠单位作物育种栽培研究所与作物品种资源研究所和原子能利用研究所的育种研究部分进行战略性重组而成立的国家非营利性研究机构，隶属于中国农科院。重组后的挂靠单位名称为中国农科院作物科学研究所。

2006年10月在云南农业大学进行了换届选举，路明为理事长，万建民为常务副理事长，孙其信、朱英国、李家洋、李云伏、翟虎渠、曾衍德为理事会副理事长；张保明为理事会秘书长；刘庆昌、陈新华、杜 娟、赵 明、赵久然、崔 晶为本届副秘书长；庄巧生、王连铮、李振声、董玉琛、盖钧镒为荣誉理事长；过益先、吴景锋、凌启鸿为荣誉副理事长。另有41名常务理事和133名理事组成了第八届理事会。

2010年9月在沈阳农业大学进行了换届选举，翟虎渠为理事长，万建民为常务副理事长，叶贞琴、刘旭、李云伏、李登海、李召虎、曹卫星、谢华安、薛勇彪为理事会副理事长；张保明为理事会秘书长；杜娟、刘庆昌、李新海、赵明、赵久然为本届副秘书长；庄巧生、王连铮、李振声、董玉琛、盖钧镒、路明为第九届理事会荣誉理事长；过益先、吴景锋、凌启鸿为荣誉理事。另有53名常务理事和159名理事组成了第九届理事会。

2014年10月在南京进行了换届选举，翟虎渠为理事长，万建民为常务副理事长兼秘书长，刘旭、李召虎、潘文博、张爱民、陈刚、李绍明为理事会副理事长；王述民、杜娟、刘庆昌、李新海、赵明、赵久然、宋维增为本届副秘书长；庄巧生、王连铮、李振声、盖钧镒、路明、荣廷昭、于振文、戴景瑞、范云六、傅廷栋、朱英国、谢华安、官春云、程顺和、颜龙安为第十届理事会荣誉理事长；过益先、吴景锋、辛志勇、凌启鸿、李登海、邵根伙为荣誉理事。另有52名常务理事和181名理事组成了第十届理事会。

2016年经中国作物学会常务理事会讨论，提交8月17日中国作物学会第十届第二次理事会审议通过，增选刘春明为副理事长兼秘书长。

2019年10月28-29日在浙江杭州进行了换届选举，万建民为理事长，刘春明为常务副理事长兼秘书长，杨维才、金危危、赵久然、毛长青、丁艳锋、吉万全为理事会副理事长；李新海、赖锦盛、周文彬、杨克理、程维红（2020年4月增补）为本届副秘书长；于振文、庄巧生、李振声、范云六、官春云、荣廷昭、盖钧镒、程顺和、傅廷栋、谢华安、路明、颜龙安、戴景瑞、刘旭、李家洋、喻树迅、翟虎渠为第十一届理事会荣誉理事长；李登海、吴景锋、辛志勇、邵根伙、凌启鸿、张保明、曹卫星、程式华为荣誉理事。另有50名常务理事和150名理事组成了第十一届理事会。