1942년 3월 상업도시의 발전을 위한 상업학교의 필요성에 따라 5년제 김천공립상업학교로 설립되었다. 같은 해에 4년제로 김천공립농업학교로 전환되었으며 1946년 4년제 제1회 졸업생 21명을 배출하였으며, 1947년 6년제로 개편하고 수의과를 폐지하였다. 1949년 김천농림중학교로, 1950년에 김천농림고등학교로 개칭되었다. 1969년 8월 국제부흥개발은행(IBRD) 교육차관으로 각종 시설이 완비되었으며, 1983년에는 자립체제 운영농고로 지정되어 국고지원으로 초지(草地) 및 낙농사·돈사·계사 등과 착유우·번식돈·사슴·산란계 등 자립체제 기반을 구축하였다.
1994년 김천농공고등학교로 교명이 바뀌었고, 최근에는 1995년 실업계고교종합 운영심사에 최우수상 수상 및 1996년 학교기관종합평가 최우수교로 선정되어 표창받은 바 있다.
2006년에는 경상북도 교육청 고시 제2006-6호에 의거 특성화 고등학교로 지정(바이오식품가공과, 농업유통정보과) 되었고, 2009년 10월에 BTL사업(임대형 민자사업)을 통해 교사동 및 급식소가 준공되었다.
교훈은 ‘배우고 익혀서 참된 삶을 이룩하자’를 바탕으로 바른 생활을 실천하는 참다운 인격인을 육성, 기본에 충실한 교육과정 운영을 통해 교육의 내실화, 전문교과의 특성화로 직무 능력 향상과 창의력을 계발한다는 목표를 정하고 있다.
학생활동으로는 향토 전통 민속놀이인 ‘빗내 농악’의 전승발전을 위해 농악대를 육성하여 2008년 10월에 제15회 전국청소년민속예술제(풍물부)에서 대통령상을 수상하였다.
대표적인 동아리 활동으로 김농 아름누리 지킴이(김농 건전정보문화 활동단)를 통해 학생들 스스로 정보화 역기능을 해소하고 정보 통신 윤리 의식을 확립하는데 앞장섬으로써 바람직한 정보문화를 확대 및 정착시키기 위해 노력하고 있다.
2010년 2월 제63회 졸업식을 가졌고, 총 졸업생수는 1만 4,416명의 졸업생을 배출하였다. 2010년 3월 당시 6개 학과 18학급에 재학생 557여명, 교직원 67여명이었다. 2012년 3월 1일 김천생명과학고등학교로 교명을 변경하여 오늘에 이르고 있다.