สืบเนื่องจากการประชุม คณะกรรมการบริหารสภาวิจัยแห่งชาติ ครั้งที่ ๙/๒๕๑๙ มีมติให้แต่งตั้ง คณะอนุกรรมการวางนโยบายและแผนวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี โดยมี ศ.ดร.ชุบ กาญจนประกร เป็นประธานอนุกรรมการ และ ศ.ดร.สง่า สรรพศรี เป็นรองประธาน โดยจัดทำรายงานเรื่อง "การปฏิรูประบบบริหารราชการของรัฐ" โดยมีการเสนอแนะให้จัดตั้ง กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและการพลังงานขึ้น ในสมัยรัฐบาลนายธานินทร์ กรัยวิเชียร แต่ยังไม่ได้ข้อยุติก็เกิดการเปลี่ยนแปลงรัฐบาลเสียก่อน[3]

ต่อมา เมื่อมีรัฐบาลใหม่ ในปี 2520 และในปี 2522 พลเอก เกรียงศักดิ์ ชมะนันทน์ ได้มีการพิจารณาการตั้ง กระทรวงวิทยาศาสตร์ฯ ขึ้น โดยได้เสนอร่างพระราชบัญญัติแก้ไขประกาศคณะปฏิวัติ และได้รับความเห็นชอบจาก สภานิติบัญญัติแห่งชาติ และประกาศใช้ใน ราชกิจจานุเบกษา มีผลตั้งแต่วันที่ 24 มีนาคม 2522[4]

ในภายหลัง เมื่อ สถานการณ์สิ่งแวดล้อมในประเทศไทย ทวีความรุนแรงเพิ่มขึ้น รัฐบาลจึงได้มุ่งเน้น และให้ความสำคัญกับสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้น โดยได้มีการจัดตั้งหน่วยงานที่เกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติ่ม เช่น กรมควบคุมมลพิษ, กรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม, สำนักนโยบายและแผนสิ่งแวดล้อม โดยทั้งสามหน่วยงานนี้จัดตั้งตามพันธกิจ ตามพระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 โดยรับโอนอำนาจหน้าที่และกิจการบริหารของสำนักงานคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พร้อมกับเปลื่ยนนามกระทรวงเสียใหม่ เป็น กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม โดยมีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 4 เมษายน 2535[5]

ต่อมาในสมัยรัฐบาลพันตำรวจโท ทักษิณ ชินวัตร เป็นนายกรัฐมนตรี ได้มีการปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม ให้ทันสมัยกับสถานการณ์ปัจจุบัน และสอดคล้องกับงานที่มากขึ้น ทำให้กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม เปลี่ยนชื่อเป็น กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และมีบทบาทที่ชัดเจนในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยมีผลตั้งแต่วันที่ 3 ตุลาคม พ.ศ. 2545[6]

ในวันพุธที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2562 ราชกิจจานุเบกษาได้เผยแพร่ พระราชบัญญัติปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม (ฉบับที่ ๑๙) พ.ศ. ๒๕๖๒ ซึ่งมีผลบังคับใช้ในวันถัดจากวันประกาศในราชกิจจานุเบกษาคือในวันพฤหัสบดีที่ 2 พฤษภาคม พ.ศ. 2562 ส่งผลให้กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีถูกยุบลงและควบรวมเข้ากับสำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ และสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ เป็นกระทรวงใหม่ชื่อว่า กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม[7]