Ngày 16/07/1959, Phân hiệu ĐHSP Vinh được thành lập theo Nghị định số 375/NĐ của Bộ trưởng Bộ Giáo dục với 2 ngành đào tạo là Toán và Văn. Do có nhiều thành tích trong đào tạo và xây dựng cơ sở vật chất, do nhu cầu của xã hội nên vào tháng 8 năm 1961, Bộ Giáo dục đã cho phép Phân hiệu ĐHSP Vinh mở thêm 3 ngành học mới: Vật lý, Hoá học và Sinh học.

Ngày 28/08/1962, Bộ trưởng Bộ Giáo dục ra Quyết định số 637/QĐ đổi tên Phân hiệu ĐHSP Vinh thành Trường ĐHSP Vinh. Theo Quyết định này, Bộ đã quyết định thành lập 3 khoa: khoa Toán, khoa Văn và khoa Lý - Hoá - Sinh. Thầy Hoàng Quý được bổ nhiệm làm Chủ nhiệm khoa Lý - Hoá - Sinh.

Từ năm học 1962 - 1963 đến tháng 04/1965, cán bộ, giáo viên và sinh viên của khoa được chuyển về khu vực xây dựng mới (phường Hưng Bình ngày nay). Đầu năm học 1963 - 1964, theo Quyết định của Bộ Giáo dục, khoa Lý - Hoá - Sinh được tách thành 2 khoa là khoa Lý và khoa Hoá - Sinh. Khoa Hoá - Sinh do thầy Đặng Trần Phách làm Chủ nhiệm khoa. Đến tháng 11/1965, khoa Hoá - Sinh được tách thành 2 khoa, khoa Sinh học được thành lập và do thầy Lương Ngọc Toản làm Chủ nhiệm khoa.

Buổi đầu thành lập (1961) Khoa mới chỉ có 3 CBGD với 42 sinh viên nên Khoa phải mời thỉnh giảng từ các trường ĐHSP Hà Nội và ĐH Tổng hợp Hà Nội. Công tác đào tạo trong những năm học đầu là một quá trình phấn đấu liên tục, từ việc xây dựng mục tiêu, nội dung, chương trình, phương pháp dạy học, cơ sở vật chất và nhất là đội ngũ giáo viên. Mục tiêu, nội dung, chương trình và thời gian đào tạo lúc đầu là 2 năm, từ năm học 1963-1964 đến 1968-1969 thực hiện chương trình đào tạo 2+1 (đào tạo 3 năm). Từ năm học 1969-1970 đến nay, hệ ĐHSP được đào tạo 4 năm.

Do đế quốc Mỹ đánh phá miền Bắc ác liệt, để đảm bảo an toàn lực lượng, tài sản, tiếp tục sự nghiệp đào tạo, tháng 04/1965, Khoa cùng với Trường đã thực hiện cuộc sơ tán qua 6 địa điểm khác nhau thuộc 2 tỉnh Nghệ An và Thanh Hoá trong suốt 8 năm liền. Cũng trong thời gian này, nhiều sinh viên và cán bộ của khoa đã lên đường nhập ngũ bảo vệ Tổ quốc. Trong số đó đã có 2 sinh viên đã anh dũng hy sinh. Phương châm dạy và học của thời kỳ này là "cơ bản, vững chắc", "quân sự hoá nhà trường, tác phong vừa học tập, vừa sẵn sàng chiến đấu". Cuối thời kỳ này, quy mô đào tạo của khoa tăng nhanh, số CBGD và phục vụ của khoa được bổ sung đầy đủ.

Giai đoạn 1973-1990: Năm 1973, kết thúc chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, Khoa cùng Trường trở lại thành phố Vinh. Từ năm học 1976 - 1977, Khoa chuyển hướng đào tạo giáo viên dạy 2 môn Sinh và Kỹ thuật nông nghiệp.

Thực hiện cuộc cải cách giáo dục "Sư phạm đi trước một bước", năm 1976, Khoa được giao nhiệm vụ đào tạo Sau đại học (Cao học cũ). Đây cũng là thời kỳ Khoa có nhiều đề tài NCKH gắn liền với thực tiễn sản xuất nông nghiệp, phục vụ địa phương.

Từ năm 1991 đến nay: Đây là giai đoạn đổi mới của đất nước, của ngành, Trường đã thực hiện chủ trương đa dạng hóa phương thức và loại hình đào tạo, khoa Sinh học là khoa đầu tiên của Trường thực hiện chủ trương này. Từ năm học 1991- 1992, Khoa được Nhà trường giao nhiệm vụ liên kết với trường Đại học Thuỷ sản Nha Trang đào tạo hệ Kỹ sư Nuôi trồng thuỷ sản. Đến năm học 2002 - 2003, hệ đào tạo này được chuyển giao cho khoa Nông - Lâm - Ngư.

Từ năm học 1999 - 2000, Khoa bắt đầu đào tạo hệ Cử nhân khoa học Sinh học hệ chính quy (đào tạo 4 năm) và hệ Tại chức tập trung (5 năm). Khoa cũng đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo cho phép đào tạo hệ Cử nhân khoa học Môi trường hệ chính quy và bắt đầu tuyển sinh từ năm học 2006 - 2007.

Từ năm 1993, Khoa bắt đầu đào tạo Cao học Thạc sĩ với 04 chuyên ngành: Thực vật học, Động vật học, Phương pháp giảng dạy, Sinh học thực nghiệm và 01 chuyên ngành đào tạo Tiến sĩ là Thực vật học.

Trong vòng gần 50 năm, khoa Sinh học đã đào tạo được 2509 cử nhân sư phạm, 244 cử nhân khoa học Sinh học, 598 cử nhân khoa học sinh học hệ tại chức, 607 kỹ sư nuôi trồng thuỷ sản, 59 cao học, 146 thạc sĩ và 4 tiến sĩ.

Hiện nay, khoa có 29 Cán bộ công nhân viên chức, trong đó có 27 CBGD (3 PGS, 15 TS, 9 ThS, 2 cán bộ văn phòng). Cơ sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm của khoa đã được trang bị khá hiện đại và đồng bộ, đáp ứng được yêu cầu đào tạo và nghiên cứu khoa học (NCKH) hiện nay trong các lĩnh vực: Sinh học, Môi trường, Công nghệ sinh học và một số lĩnh vực khác. Khoa có 7 Phòng Thí nghiệm bộ môn (Động vật; Thực vật; Sinh lý Người và Động vật; Di truyền - Phương pháp; Vi sinh; Hoá sinh; Sinh lý Thực vật), 1 PTN Sinh học Trung tâm, 1 Bảo tàng Sinh học, 1 PTN Nuôi cấy mô - TBTV phục vụ nghiên cứu thực nghiệm.

Với phương châm giảng dạy gắn liền với NCKH, sản xuất và đời sống, nhiều cán bộ của Khoa đã chủ trì một số đề tài nhánh cấp Nhà nước, hàng chục đề tài cấp Bộ và một số Dự án khoa học. Tính trong 5 năm gần đây (2003 - 2008), CBGD khoa đã chủ trì 18 đề tài cấp bộ, 4 đề tài nghiên cứu cơ bản, 36 đề tài cấp trường và hàng trăm bài báo được công bố trong các tạp chí chuyên ngành trong nước và quốc tế. Nhiều Hội thảo cấp quốc gia và cấp khu vực đã tổ chức thành công tại Khoa như hội thảo Đa dạng sinh học Bắc Trường Sơn, hội thảo Đổi mới phương pháp giảng dạy Sinh học ở trường THPT, CĐ, ĐH; hội thảo xây dựng mô hình nông lâm kết hợp... Những lĩnh vực khoa học mà Khoa có đầy đủ khả năng để thực hiện là: Đa dạng và phân loại động vật, Sinh học bảo tồn động vật, Đa dạng và phân loại thực vật, Phân tích và đánh giá tác động môi trường, Giáo dục môi trường, Tư vấn phát triển bền vững nông thôn và miền núi. Khoa đang phấn đấu đẩy nhanh mũi Công nghệ sinh học và các nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng vào sản xuất và đời sống.

Với những đóng góp trong lĩnh vực đào tạo và NCKH, Khoa đã nhiều lần được Bộ Giáo dục và Đào tạo tặng Bằng khen, được Thủ tướng Chính phủ tặng Bằng khen, Nhà nước tặng thưởng Huân chương Lao động hạng Ba.