คณะเกษตรศาสตร์และทรัพยากรธรรมชาติ มหาวิทยาลัยพะเยา เดิมเป็นสาขาวิชาในสังกัดสำนักวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยนเรศวร วิทยาเขตสารสนเทศพะเยา ได้แก่ สาขาวิชาพืชศาสตร์ สาขาวิชาการประมง และสาขาวิชาอุตสาหกรรมเกษตร โดยดำเนินการจัดการหลักสูตรภายใต้คณะเกษตรศาสตร์ ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยนเรศวร และการบริหารหลักสูตรโดยสำนักวิชาการ วิทยาเขตสารสนเทศพะเยา โดยนิสิตสาขาวิชาอุตสาหกรรมเกษตรจะต้องย้ายไปเรียน ณ มหาวิทยาลัยนเรศวร พิษณุโลก ในชั้นปีที่ 3 และ 4

ต่อมาได้แยกออกมาตั้งเป็น สำนักวิชาเกษตรศาสตร์ ทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2547 และตามมติที่ประชุมสภามหาวิทยาลัยนเรศวร ในคราวประชุมครั้งที่ 114 (4/2547) เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2547 ให้ปรับสำนักวิชาเกษตรศาสตร์ ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ขึ้นเป็น สำนักวิชาเกษตรศาสตร์และทรัพยากรธรรมชาติ [1]

ต่อมา เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2550 ในคราวประชุมครั้งที่ 13 (4/2550) สภามหาวิทยาลัยนเรศวร ได้มีมติให้เปลี่ยนชื่อ "มหาวิทยาลัยนเรศวร วิทยาเขตสารสนเทศพะเยา" เป็น "มหาวิทยาลัยนเรศวร พะเยา" [2] และได้มีการตราพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยพะเยา พ.ศ. 2553 เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2553 และประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2553[3] จึงถือได้ว่ามหาวิทยาลัยพะเยาได้แยกออกจากมหาวิทยาลัยนเรศวร และเป็นมหาวิทยาลัยเอกเทศอย่างเต็มรูปแบบ ดังนั้นสำนักวิชาสำนักวิชาเกษตรศาสตร์และทรัพยากรธรรมชาติจึงได้เป็นองค์กรที่เทียบเท่าคณะและได้เปลี่ยนเป็นคณะเกษตรศาสตร์และทรัพยากรธรรมชาติ ตามประกาศมหาวิทยาลัยพะเยา เรื่อง การจัดตั้งส่วนงานวิชาการของมหาวิทยาลัยพะเยา พ.ศ. 2553 ตั้งแต่วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2553 เป็นต้นมา [4]