甘肃省农科院作物研究所成立于1958年9月。1962年11月粮食作物研究所与经济作物研究所、新技术研究室合并为作物研究所。1973年7月恢复为粮食作物研究所。2006年11月粮食作物研究所与经济作物研究所合并为作物研究所。

甘肃省农业科学院作物研究所以服务全省现代种业发展为目标，主要从事作物种质资源收集保存、创新利用研究，遗传改良技术与应用基础研究，新品种选育与配套栽培技术研究，开展成果转化、科技服务、人才培养及科技培训。下设玉米、胡麻、油菜、向日葵、棉花、杂粮、豆类、高粱和品种资源等9个专业研究室和1个作物遗传育种实验室。

现拥有国家油料作物改良中心胡麻分中心、国家糜子改良分中心科技平台体系、农业部学科群特色油料科学观测站、作物基因资源与种质创新科学观测站、农业农村部西北寒旱区作物基因资源与种质创新重点实验室、国家胡麻产业技术体系研发中心、甘肃省胡麻工程中心等6个国家和省级科研平台，1个省级农作物种质资源保存库。

全所在职职工67人，科研人员58人，其中高级职称41人，硕士以上32人，硕士生导师4人，国家有突出贡献中青年专家1人；国家“百千万人才”1人、享受国务院特贴1人、享受省级津贴2人、甘肃省领军人才3人，甘肃省陇原青年英才1人；国家现代农业产业技术体系岗位科学家4人、综合试验站站长2人；科研创新团队4个：油料、玉米、杂粮、作物种质资源。