Кафедра растениеводства была создана 23 мая 1923 года под руководством первого заведующего профессора Хребтова Аристоклия Александровича. С первых лет А.А. Хребтов начал исследования естественной и сорной растительности Урала. Результаты этой работы были обобщены им в 30 научных статьях и 2 книгах.
А.А. Хребтов также инициировал изучение технических культур: льна-долгунца, конопли, пивоваренного ячменя, эфирно-масличных культур. Эти исследования в первой половине XX века нашли отражение в трудах А.А. Ерофеева, Н.Н. Седых, Н.А. Корлякова, во второй половине XX века в трудах И.В. Осокина, Л.В. Бессоновой. По этому направлению были защищены две кандидатские диссертации. В ХХI веке кафедра возобновила исследования с яровым рапсом и льном на маслосемена.

Особое место в исследованиях в довоенный период было отведено интродукции в Предуралье малораспространённых культур. У истоков этого научного направления стояли А.А. Хребтов и П.В. Максимов. В 50-е годы ХХ века они продолжены Н.А. Халезовым и А.В. Красавцевым. В ХХI веке этой проблемой активно занимается профессор В.А. Волошин.

Проблема создания прочной кормовой базы животноводства была поставлена А.А. Хребтовым и П.В. Максимовым и получила развитие в исследованиях А.А. Хребтовой и А.О. Кисляковой, которые защитили кандидатские диссертации в 40 е годы. Во второй половине ХХ века она активизировалась.
Основоположником всех ныне существующих научных школ кафедры является профессор Прокошев Василий Николаевич. Во второй половине ХХ века работа по формированию важнейших направлений была продолжена Н.А. Корляковым, Н.А. Халезовым, В.М. Макаровой, И.В. Осокиным.

Решение вопросов совершенствования зональных адаптивных и сортовых технологий возделывания полевых культур и повышения продуктивности естественных кормовых угодий поставленное В.Н. Прокошевым было начато в исследованиях Н.А. Корлякова, С.П. Русинова, Н.А. Халезова, В.М. Макаровой, М.Н. Гуренева, О.Н. Мирсковой, М.Т. Митянина, Г.В. Наугольных, А.Н. Пономаревой, Н.И. Мельниковой, Т.Е. Старковой, Т.М. Малюгиной, В.П. Малкова, К.А. Федотовой, В.А. Туркиной; затем продолжено под руководством профессора Н.А. Корлякова – И.В. Осокиным, В.А. Пегушиным, В.Д. Бутолиным, И.А. Ходыревым, А.Р. Кутаковой, А.И. Сухорада, А.И. Косолаповой, И.Ш. Фатыховым, Н.Д. Пономаревой, В.А. Волошиным, С.П. Мартьяновым по бобовым культурам и проблеме кормового белка; под руководством профессора Н.А. Халезова А.Г. – Проничевой, М.В. Бояршиновой, К.Н. Корляковым, Ю.А. Овсянниковым, В.А. Куклиным, Ю.А. Предеиным, В.М. Панкратовой, Т.В. Соромотиной, А.В. Горынцевым, Л.В. Фалалеевой по многолетним и однолетним злаковым травам, капустным культурам и козлятнику восточному; под руководством профессора В.М. Макаровой – А.М. Ленточкиным, Ю.Н. Зубаревым, С.Л. Елисеевым, Т.Е. Гущиной, В.Н. Огневым, С.К. Смирновой, Т.И. Мальцевой, Л.А. Толкановой, С.О. Калининым по зерновым культурам; под руководством профессора И.В. Осокина – С.Л. Елисеевым, Е.А. Ренёвым, Э.Д. Акманаевым, С.А. Батуевым, Е.В. Мальцевой, М.В. Серегиным, В.А. Поповым, А.С. Богатырёвой, А.Н. Чирковой, В.А. Терентьевым, Л.С. Терентьевой, С.В. Лихачевым по зернобобовым и клеверу; под руководством профессоров В.М. Макаровой, И.В. Осокина, доцента Г.В. Наугольных - П.Ф. Сутыгиным, А.А. Скрябиным, Ю.А. Предеиным по картофелю; продолжаются под руководством профессора С.Л. Елисеева – Е.А. Ренёвым, Н.Н. Ярковой, Ю.А. Ренёвой, В.П. Мурыгиным, Т.С. Вершининой по зерновым культурам; А.А. Скрябиным, А.Н. Сергеевой, А.Д. Матушкиной по картофелю; Е.А. Ренёвым, А.С. Катаевым по топинамбуру; под руководством профессора Э.Д. Акманаева – Д.Л. Башкирцевым, Ю.С. Пешиной, Р.Н. Курбангалиевым, М.С. Серёгиным, А.С. Богатырёвой, А.В. Мокрушиной, А.А. Селяковым, А.А. Шишкиным по многолетним травам и рапсу. По этим проблемам защищено 8 докторских и 86 кандидатских диссертаций.

Проблема повышения плодородия почв дерново-подзолистого типа и эффективности удобрений поставленная В.Н. Прокошевым была успешно продолжена его учениками С.И. Поповой, Г.Н. Беляевым, П.Н. Глазковым, К.А. Гусевой. По этой проблеме было защищено 2 докторские и 5 кандидатских диссертаций.