1980년 12월 31일에 「농약관리법」의 전면개정을 계기로 종전의 국립농업자재검사소와 농업기술연구소에서 담당, 수행하던 시험 중 농약의 품목고시시험 및 병해충 방제기술연구 등의 시험연구 분야를 능률적으로 수행하기 위하여 1981년 11월 농약연구소가 경기도 수원시 서둔동 농촌진흥청 구내에 신설되었다.
주요 업무로는 ① 우수농약의 개발 및 농약의 품질향상연구, ② 농약안전사용 기준설정 및 독성연구, ③ 병해충·잡초의 약제방제기술 개선연구 등의 시험연구, ④ 농약 품목고시시험 및 품목고시용 자료의 수집·작성, ⑤ 농약제조 처방서 발급 및 포장지 표기내용 승인, ⑥ 외국개발농약에 대한 학술연구용 통관추천 등의 사무를 담당하였다.
이 연구소는 이들 임무를 효율적으로 수행하기 위하여 농약화학 및 농약생물 연구 분야로 크게 구분되어 있었다. 농약화학연구 분야는 농약화학 제1·2실 및 농약물리실·농약생화학실·농약안전사용실의 5개 연구실로 구성되어 우수농약 개발, 안전성 제형개발, 농약 안전사용기준 설정 및 자연 생태계에서 농약의 분해대사 등에 관한 연구를 수행하였다.
농약생물연구 분야는 살균제실·살충제실·제초제실·생장조정제실·농약생물실 및 농약독성실의 6개 연구실로 구성되어 병해충 및 잡초의 방제기술연구, 생장조정제 이용연구, 생물농약개발, 포유동물 및 어류에 대한 농약의 독성에 관한 연구를 수행하였다.
그 동안 이 연구소에서는 벼농사에서 가장 문제가 되는 도열병과 벼멸구를 동시에 방제할 수 있는 혼합제 농약을 비롯하여 13종의 새로운 혼합제 농약을 개발하였으며, 안전하고 사용이 간편한 새로운 제형개발에 성공하였고, 78종의 우수한 농약을 새로이 선별, 고시하였다.
안전한 농산물 생산을 위한 193종의 농약에 대하여 안전사용기준을 설정, 고시하여 좋은 농산물 생산에 주력하였다. 1994년 12월 이 연구소는 농촌진흥청의 유사연구기관 통합정책에 따라 농업기술연구소·농업유전공학연구소 및 국립농업자재검사소의 농자재품질 관리업무를 통합한 농업과학기술원(農業科學技術院, 현 국립농업과학원)으로 개편되었다. →농업과학기술원