История кафедры генетики, селекции и семеноводства неразрывно связана с первой в России Селекционной станцией, организованной в 1903 г. при Московском сельскохозяйственном институте (ныне РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) под руководством Дионисия Леопольдовича Рудзинского. Селекционная станция стала центром селекционной работы и подготовки научных кадров: с 1907 г. на станции стали проводиться занятия со студентами.
В 1912 г. на Селекционной станции была открыта цитологическая лаборатория под руководством Александры Гавриловны Николаевой.
В 1923 г. была организована новая для Академии и единственная в то время в СССР кафедра селекции и семеноводства полевых культур, которую возглавил профессор Сергей Иванович Жегалов.
В течение 1927-1929 гг. исполняла обязанности заведующего кафедрой Ксения Семеновна Митрофанова. С 1929 по 1948 гг. кафедрой селекции и семеноводства полевых культур руководил академик ВАСХНИЛ Петр Иванович Лисицын. По его инициативе в ТСХА в 1930 г. было создано отделение «Селекция и семеноводство полевых культур».
С 1931 г. была организована кафедра цитологии и генетики растений. В 1931-1948 гг. ее возглавлял академик АН БССР Антон Романович Жебрак – в 1947-1948 гг. – президент АН Белорусской ССР.
После смерти П.И. Лисицына в 1948 г. кафедру селекции и семеноводства полевых культур возглавлял академик ВАСХНИЛ Петр Николаевич Константинов.
В 1948 г. кафедру цитологии и генетики растений и кафедру селекции и семеноводства полевых культур объединили в кафедру генетики, селекции и семеноводства полевых культур, которой с этого времени до 1966 г. руководил академик ВАСХНИЛ Трофим Денисович Лысенко. Фактическое руководство кафедрой осуществлял Александр Порфирьевич Горин. Преподавание классической генетики в ТСХА прекратилось вплоть до 1965 г.
С 1966 по 1973 г. кафедру возглавлял академик ВАСХНИЛ Григорий Владимирович Гуляев, а затем эту должность занял профессор Юрий Борисович Коновалов.
В 1991 г. кафедру генетики, селекции и семеноводства полевых культур разделили на кафедру селекции и семеноводства полевых культур (заведующий – профессор Ю.Б. Коновалов, руководивший кафедрой до 1999 г.) и кафедру генетики (заведующий – академик РАСХН и РАН Александр Александрович Жученко, руководивший кафедрой до 2007 г). С 1999 по 2014 гг. заведующим кафедрой селекции и семеноводства полевых культур был профессор Владимир Валентинович Пыльнев.
В разное время на кафедре учились и работали выдающиеся ученые: доктор биологических наук, академик ВАСХНИЛ и АН СССР Николай Иванович Вавилов, доктор биологических наук, профессор Георгий Дмитриевич Карпеченко. Помимо названных выше здесь работали такие видные ученые, как профессора Владимир Владимирович Сахаров, Александр Порфирьевич Горин, Зоя Петровна Паушева и др.
В 2007 г. кафедру генетики возглавил профессор Александр Александрович Соловьев. В 2010 году после слияния кафедры генетики и кафедры сельскохозяйственной биотехнологии образовалась кафедра генетики и биотехнологии, заведующим которой стал профессор А.А. Соловьев.
В 2014 году кафедра генетики и биотехнологии была объединена с кафедрой селекции и семеноводства полевых культур. Объединенную кафедру генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства возглавил профессор А.А. Соловьев.
В 2017 году заведующим кафедрой генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства стал профессор Владимир Валентинович Пыльнев.
С 2019 года (после воссоздания кафедры биотехнологии) кафедра носит название генетики, селекции и семеноводства, заведующим которой является профессор В.В. Пыльнев.
Среди выпускников кафедры более 30 членов-корреспондентов и академиков ВАСХНИЛ, РАСХН и РАН. Выпускниками кафедры являются такие известные современные ученые, как заведующий лабораторией селекции озимой пшеницы и первичного семеноводства НИИ сельского хозяйства «Немчиновка», академик РАН Б.И. Сандухадзе, заведующая лабораторией селекции и семеноводства пшеницы и тритикале Краснодарского НИИ сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко, академик РАН Л.А. Беспалова, директор Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН член-корреспондент РАН А.М. Кудрявцев, директор Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН В.П. Упелниек, директор Россельхозцентра А.М. Малько и др.