建校初期
该校办学历史可追溯至1902年的京师大学堂农业科林学目。
1952年全国高校院系调整，北京农业大学(森林系) 、河北农业大学(森林系)、平原农学院(森林系)合并升格为北京林学院，临时过渡院址设在西山大觉寺。
1956年，北京农业大学造园系和清华大学建筑系部分并入北京林学院。
1960年，被列为全国63所重点高等院校之一。

文革前后
1964年，园林专业因“园林教育革命”影响受到批判。1965年，北京林学院园林专业宣布停办，园林系被撤销。
1969年文化大革命期间，林彪发出战备疏散的“一号命令”，北京林学院开始迁往云南。学院北京原址分别被中国科学院、中国农业科学院、北京大学、清华大学、中国科技大学研究生院等（现中国科学院研究生院）单位变相吞并。北京林学院虽名为搬迁，但实为解散，后经国务院过问免于撤销，全校于1970年集中丽江，更名为“丽江林学院”，后转迁至下关市，并再次更名为“云南林业学院”。
1973年，搬迁至昆明市安宁县楸木园，同时，云南农业大学林学系并入云南林业学院。
文化大革命结束后，学院在多方努力后于1979年返京复校，复名“北京林学院”。并收回部分原有土地，但总面积减少了40.5%，校内科研基地植物园被毁（现为中国科学院半导体研究所）。
1977年，园林系恢复。

改革开放
改革开放后，学院专业设置和办学规模逐步扩大。1984年，邓小平为学院题写校名。
1985年，经中华人民共和国林业部批准，北京林学院更名为北京林业大学。
1996年，北京林业大学被列为“211工程”首批建设的41所高校之一。
2001年，教育部、国家林业局协商决定，与北京林业大学实行共建。
2005年，北京林业大学被列为42所具有本科自主选拔录取资格的高校之一。
2009年，进入985工程优势学科创新平台建设行列。
2010年，获教育部和国家林业局共建支持。
2011年，与多所行业特色高校参与组建北京高科大学联盟。