З самого початку організації Інституту (1946 р.) в його складі була і лабораторія фітопатології. Першим її завідувачем був член-кореспондент АН УРСР В.П.Муравйов. З часом лабораторія постійно реорганізовувалася. Значні фундаментальні фітопатологічні дослідження на різних сільськогосподарських культурах проводили академік НААН В.Ф.Пересипкін, доктор біол. наук Г.В.Грисенко, кандидати наук Б.П.Марцулевич, М.К.Фомюк, В.Д.Архипова, Н.І.Салунська, М.О.Целлє, К.О.Самоцвєтова, О.І.Шашин, В.А.Мархасьова, Ю.М.Шелудько, Л.С.Лобода, В.О.Федорова, В.М.Лопатін, В.С.Федоренко, В.С.Чабан, С.В.Лисенко, В.М.Підоплічко, Т.С.Віннічук, Л.Д.Шпильова, Л.В.Кіцно, В.Ю.Корнієнко, М.П.Гончаренко, В.О.Недобиткін, Л.О.Крючкова та інші.
В нинішньому вигляді лабораторія фітопатології існує з 2003 року.
Основні напрями наукових досліджень:
- моніторинг розвитку хвороб сільськогосподарських культур;
- вивчення біологічних особливостей збудників хвороб зернових колосових культур, соняшнику, кукурудзи, сої, ріпаку;
- дослідження видового складу збудників хвороб сільськогосподарських культур;
- розробка методів контролю хвороб;
- вдосконалення систем інтегрованого захисту сільськогосподарських культур від хвороб.
Основні розробки:
- екологічно й економічно обґрунтовані системи захисту озимих та ярих зернових колосових культур від хворобза сучасних технологій вирощування;
- сумісне застосування пестицидів та регуляторів росту рослин для захисту зернових колосових культур від хвороб;
- обмеження шкідливості основних хвороб зернових колосових культур методом агротехнічного менеджменту;
- спосіб визначення сортових якостей наднормативно уражених твердою сажкою посівів озимої пшениці та збереження сортових та посівних якостей насіння;
- концепція захисту озимої пшениці від хвороб;
- алгоритм діагностики некротрофних хвороб листя та колоса;
- диференційоване застосування фунгіцидів на зернових колосових культурах;
Надання послуг:
- діагностика хвороб сільськогосподарських культур;
- фітоекспертиза насіння та рослинного матеріалу.