天水市果树研究所前身为陇南人民农林实验场、省农林厅园艺试验场天水分场等。1950年，陇南人民农林实验区将河北苗圃牧草原种场改为园艺场，1953年3月，在园艺场的基础上成立了省农林厅园艺试验场天水分场，1955年10月，更名为天水专区园艺场，隶属天水专署，1956年4月，更名为甘肃省天水园艺试验区站，隶属省农林厅，下设三阳川、下寨子园艺试验场， 1963年，三阳川园艺场移交天水县人委。1968年10月，成立地区园艺站革委会，隶属地区农林服务站，随后，园艺站与下寨子园艺场合并，迁至下寨子。1971年4月，下寨子园艺试验站改为地区“五.七”干校，1972年10月，成立地区园林管理站，下设下寨子园艺场和林木种子站。1974年11月，在下寨子园艺试验场的基础上，成立地区园艺试验站。1979年5月7日，撤消天水园艺试验站，成立天水地区果树研究所，为区级单位，隶属天水地区农林局，1980年7月17日，改为县级单位，下设办公室、推广室、研究室和试验场四个部门，1984年2月11日，更名为天水地区果树所，1985年7月，更名为天水市果树所，在1986年1月3日，名称又恢复为天水市果树研究所，1986年4月，变为副县级单位，1991年隶属天水市农业委员会。1997年3月,归口天水市林业局管理,同年5月,由副县级单位升格为正县级单位。2003年经省林业厅批准，在所内建立天水渗金山省级森林公园。1999年后，增设了保卫科、技术开发室、森林公园管理站和花卉研究室四个内设部门，现内设八个部门。