Današnji Odjel Agrokemijski laboratorij započinje svoj razvojni put 1958. godine kada je prof.dr.sc. Mijo Nuskern, predstojnik Odsjeka za hranidbu stoke i tehnologiju stočne hrane, osnovao kemijski laboratorij za procjenu kakvoće krmiva i krmnih smjesa. Kemijski laboratorij bio je i ovlašteni laboratorij za analize i superanalize stočne hrane. Tijekom Domovinskog rata prekinut je rad i uništen veći dio opreme u laboratorijima Poljoprivrednog instituta. Početkom 1993. godine pod vodstvom dr.sc. Zorice Jurković (1993.-2008., 2013.-2015.) ustrojen je Odjel Agrokemijski laboratorij spajanjem 3 laboratorija koji su bili u sastavu Odjela za hranidbu, tehniku i tehnologiju u stočarstvu, Odjela za oplemenjivanje i genetiku strnih žitarica i Agrotehnike s ciljem procjene kakvoće sjemena i stočne hrane fizikalno-kemijskim i biokemijskim analizama. Preuzevši laboratorijsku opremu za reološka ispitivanja žitarica, u laboratoriju se nastavlja rad iz tog područja. Tijekom proteklih godina laboratorij se prostorno proširio preseljenjem u nove prostore (2003.), a nabavljena je i nova oprema za znanstvena istraživanja iz sredstava Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta RH i vlastitih sredstava Instituta. Od 2008. do 2013. godine predstojnica Odjela bila je dr.sc. Rezica Sudar. Ustrojavanjem Laboratorija za kvalitetu pšenice 2009. godine, oprema za reološka ispitivanja izmještena je na Odjel za oplemenjivanje i genetiku strnih žitarica. Područje rada laboratorija se tijekom godina mijenjalo i proširivalo, od osnovnih fizikalno-kemijskih i reoloških analiza, preko analiza specifičnih sastojaka i biološki aktivnih tvari pojedinih poljoprivrednih kultura i voća, proučavanja fotosintetske učinkovitosti i oksidacijskog stresa u biljkama do genetskih analiza zasnovanih na molekularnim biljezima.

Znanstveno-istraživački rad Odjela obavlja se u sklopu znanstveno-istraživačkih projekata u kojima su djelatnici laboratorija voditelji ili suradnici, a koji se realiziraju u suradnji s ostalim odjelima Poljoprivrednog instituta i drugim znanstveno-istraživačkim ustanovama. Rezultati istraživanja prezentiraju se u radovima koji se objavljuju u domaćim i inozemnim časopisima te na međunarodnim i domaćim skupovima. Dobiveni rezultati istraživanja također se koriste u oplemenjivačkim programima Poljoprivrednog instituta Osijek za stvaranje sorti i hibrida boljih nutritivnih i funkcionalnih svojstava.

U narednom razdoblju se pod vodstvom dr.sc. Daniele Horvat (2016.-danas) planira kontinuirano unapređenje rada laboratorija kroz edukaciju zaposlenika, poboljšanje postojećih i uvođenje novih analitičkih metoda/tehnika.