Sejarah dan perkembangan Pusat Litbang Hutan dan Konservasi Alam tidak terlepas dari perkembangan institusi Badan Litbang Kehutanan yang merupakan bagian dari Eselon I Departemen Kehutanan.

Kegiatan penelitian hutan yang berhubungan dengan masalah pemangkuan hutan dan produksi kayu telah dirintis sejak tahun 1829 oleh Pemerintah Hindia Belanda. Kemudian pada tahun 1909 usaha perintisan tersebut diperbaiki oleh beberapa tokoh ilmuwan yang didukung oleh Vhabinoi, suatu Asosiasi Profesional Kehutanan di Hindia Belanda. Kemudian pada tahun 1913, Balai Penyelidikan Kehutanan atau Proefstation voor het Boswezen secara resmi dibentuk yang berkedudukan di Jalan Sawojajar, Bogor, dan pada tahun 1929 namanya berubah menjadi Bosbouw Proefstation yang pada tahun 1930 berkedudukan di Jalan Gunung Batu No. 5, Bogor.

Pada saat pendudukan Sekutu tahun 1947, terdapat dua Balai, yaitu Balai Penyelidikan Kehutanan Republik Indonesia yang berkedudukan di Solo dan Balai Penyelidikan Kehutanan yang dikelola oleh Sekutu, berkedudukan di Bogor.

Setelah penyerahan kedaulatan pada tahun 1950, terjadi penggabungan antara Balai Penyelidikan Solo dan Bogor menjadi Balai Penyelidikan Kehutanan Bogor.

Pada tahun 1956 melalui keputusan Menteri Pertanian No. 86/Um/56 tang-gal 20 Juli 1956, Balai Penyelidikan Kehutanan dikembangkan menjadi Balai Besar Penyelidikan Kehutanan yang membawahi dua Balai, yaitu Balai Penyelidikan Hutan (sebagai cikal bakal Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam) dan Balai Penyelidikan Hasil Hutan. Pada tahun 1957, Balai Besar Penyelidikan Kehutanan diubah namanya menjadi Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan dan nama kedua balai di bawah-nya menjadi Lembaga Penyelidikan Hutan dan Lembaga Penyelidikan Hasil Hutan.

Berdasarkan Keputusan Menteri Pertanian No. 80/Um/59 tanggal 5 Mei 1959, institusi ini dikembangkan menjadi empat lembaga, yaitu : Lembaga Penyelidikan Hutan, Lembaga Penyelidikan Hasil Hutan, Lembaga Penyelidikan Teknologi Kimia Hasil Hutan, dan Lembaga Penyelidikan Kerja Hutan. Kemudian, dengan Keputusan Menteri Pertanian No. 256/Kpts/Op/10/68 tanggal 8 Oktober 1968 dibentuk Lembaga Persuteraan Alam yang merupakan unsur pelaksana di tingkat pusat dari Direktorat Jenderal Kehutanan. Selanjutnya pada tahun 1971, keempat lembaga tersebut disederhanakan kembali menjadi dua lembaga, yaitu : Lembaga Penelitian Hutan dan Lembaga Penelitian Hasil Hutan. Sementara itu, Lembaga Persuteraan Alam menjadi Bagian Persuteraan Alam dan ditempatkan di Lembaga Penelitian Hutan. Berdasarkan Keputusan Presiden No. 44 dan 45 Tahun 1974, kedudukan Lembaga Penelitian Hutan dialihkan ke Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Kemudian, melalui Keputusan Menteri Pertanian No. 861 tahun 1980, Lembaga Penelitian Hutan diubah menjadi Balai Penelitian Hutan di bawah koordinasi Pusat Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.

Pada tahun 1983 sesuai Keputusan Presiden No. 45/M/1983 tentang Kabinet Pembangunan IV dibentuklah Departemen Kehutanan yang secara organisatoris merupakan peningkatan dan pengembangan Direktorat Jenderal Kehutanan. Sebagai konsekuensi logis dari perkembangan organisasi tersebut maka berdasarkan Keputusan Presiden No. 24 tahun 1983, struktur organisasi Pusat Penelitian dan Pengembangan Kehutanan ditingkatkan menjadi Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, yang dilengkapi dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan di Bogor, serta beberapa Balai Penelitian Kehutanan di luar Jawa.

Selanjutnya, khusus untuk institusi Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam, susunan organisasi dan tata kerjanya diatur berdasarkan Keputusan Menteri Kehutanan No. 20/Kpts/II/1983 tanggal 5 Juli 1983 yang telah diubah beberapa kali dan nama Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam didasarkan kepada Keputusan Menteri Kehutanan No. 123/Kpts-II/2001 tanggal 4 April 2001. Saat ini, dasar hukum bagi organisasi dan tata kerja Pusat Litbang Hutan dan Konservasi Alam adalah Peraturan Menteri Kehutanan No. P.71/Menhut-II/2006 tanggal 7 Nopember 2006 tentang Perubahan atas Peraturan Menteri Kehutanan No. P.13/Menhut-II/2005 Tanggal 13 Maret 2005 tentang Organisasi dan Tata Kerja Departemen Kehutanan.