Ее возглавляли: д.б.н. чл.-корр. АН Каз. ССР Л.Г. Добрунов (1958–1961), д.с.-х.н. В.К. Гирфанов (1962–1977), д.б.н. В.К. Трапезников (1977–1996); заведующая с 1996 г. по настоящее время – д.б.н. Г.Р. Кудоярова.

Тематика лаборатории в XX веке формировалась в русле изучения физиолого-биохимических основ устойчивости к неблагоприятным условиям среды и формирования урожая растений при различном режиме минерального питания (яровая пшеница, озимая рожь, озимые злаки, сахарная свекла, кукуруза).

На всем протяжении существования лаборатории её исследования были направлены на обеспечение повышения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных растений к стрессовым факторам. Были сформулированы новые представления о периодичности засух по природно-климатическим зонам Республики, роли возраста растений озимых культур в повышении их устойчивости в период перезимовки (к.б.н. А.Д. Файзулин). Большой вклад в формирование лаборатории внес профессор В.К. Трапезников. Его пионерские исследования физиологических аспектов действия локального минерального питания велись десятки лет. Собранная им база данных служит основой для дальнейших исследований. С приходом в лабораторию группы Г.Р. Кудояровой больше внимания стало уделяться молекулярно-генетическим исследованиям. В 2017 г. произошло объединение лабораторий физиологии растений и экспериментального эмбриологии растений (зав. лаб. Н.Н.Круглова), что способствовало повышению уровня микроскопических исследований. В настоящее время в штате лаборатории двадцать один человек, в том числе шесть докторов и четырнадцать кандидатов биологических наук.

В развитие научных исследований лаборатории также внесли вклад доктора наук профессора БашГУ -  И.Ю. Усманов (1950-2020), С.Ю. Веселов (1954-1919) и Р.Г. Фархутдинов.