Początki działalności Zakładu Mikrobiologii Rolniczej datowane są na 1918 rok, kiedy to w ówczesnym Instytucie Naukowym Gospodarstwa Wiejskiego w Puławach utworzono Pracownię Mikrobiologii pod kierownictwem prof. Kazimierza Basalika. Niestety, po roku profesor opuszczał Puławy powołany na dyrektora Instytuty Rolniczej w Bydgoszczy i wraz z jego odejściem zamknięto Pracownię.
Po 12 latach przerwy Pracownia Mikrobiologii została odtworzona. Jej kierownikiem została prof. Jadwiga Ziemięcka. W 1936 roku Pracownię przekształcono na Dział Mikrobiologii Rolniczej, a profesor otrzymała trzech współpracowników i osobne pomieszczenie pracownicze.
W 1932 roku rozpoczęto w Dziale prace nad szczepionkami dla roślin motylkowatych. W ciągu kilku lat badań, wyselekcjonowano aktywne szczepy Rhizobium dla soi i lucerny. Temat ten jest kontynuowany w Zakładzie.
Pracownicy Działu w latach 1939-1950 napisali podręcznik mikrobiologii „Wstęp do Mikrobiologii Rolniczej” (T. Matuszewski). Dodatkowo, podjęto współpracę z Zakładem Wyrobu Surowic i Szczepionek, gdzie wytwarzano preparat o nazwie Nitradix stosowany do szczepienia roślin motylkowych.
W 1944 roku, w wyniku działań wojennych Dział Mikrobiologii Rolniczej został zniszczony, podobnie jak inne pracownie Instytutu. Od 1945 roku trwały prace naprawcze i odbudowa zniszczonych pracowni. Od 1948 roku Dział współorganizował na Wydziale Biologicznym Uniwersytetu w Lublinie Studium Specjalistyczne w Naukach Mikrobiologicznych, pierwsze w Polsce. W ramach Studium wykładano mikrobiologię i technologię rolniczą, odbywały się także ćwiczenia. W ciągu 5 lat istnienia Studium wykonano 10 prac magisterskich oraz 4 prace doktorskie.
Od 1948 roku w Dziale prowadzone były badania dotyczące szczepienia roślin bakteriami z rodzaju Azotobacter. Wyselekcjonowano aktywne szczepy oraz opracowano technikę wyrobu szczepionek.
Ważnym wydarzeniem w dziejach Działu była reorganizacja Instytutu w 1950 roku. Powołano wtedy Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG), a Dział po zmianach otrzymał nazwę Zakładu Mikrobiologii Rolniczej. Kierownictwo Zakładem dalej powierzono prof. Jadwidze Ziemięckiej.
Dotychczasowi kierownicy Zakładu Mikrobiologii Rolniczej:
1918-1919 – prof. dr hab. Kazimierz Basalik
1931-1961 – prof. dr hab. Jadwiga Ziemięcka
1961-1987 – prof. dr hab. Wanda Maliszewska
1987-1993 – prof. dr hab. Józef Kobus
1993-2013 – prof. dr hab. Stefan Martyniuk
2013-obecnie – dr hab. Anna Gałązka, prof. IUNG-PIB
W 2018 roku podczas Konferencji Naukowej pt. “Bioróżnorodność funkcjonalna gleb Polski” Zakład obchodził symboliczne 100-lecie działalności.