Історія виникнення біологічних кафедр у Ніжинській вищій школі сягає аж 1922 року. Тоді на факультеті соціального виховання було утворено відділ для підготовки вчителів природознавства. Викладачами цього відділу були доценти В.В.Абрамович, С.І.Михайловський, О.А.Камєнєв, П.А.Буштедт.

В.В.Абрамович був випускником Одеського університету. У 1929-1930 роках він перебував у Ніжині на посаді професора біології і займався вивченням впливу хімічної обробки насіння пшениці на подальший урожай. Дослідженнями біологічних явищ займався також і професор П.О.Бєльський. Він вивчав основні біологічні фактори, інстинкти гніздування птахів, флору Ніжинщини. Орнітофауну досліджував професор І.А.Богдан.

Наприкінці 20-х – на початку 30-х років на природничому відділі працювали викладачі та професори: Ф.Д.Великохатько, С.М.Марич, З.І.Строкатін, І.Ф.Худобець. Переважна більшість з них зазнали політичних репресій у різних навчальних закладах, в основному міста Києва. При цьому і у Ніжині вони не могли довго затриматися. Вже тоді у процесі викладання біології проводилась велика дослідницька робота на ділянках. У 1928 році на роботу в інститут Народної освіти запросили його випускника, вчителя біології Галицької семирічної школи Валентина Андрійовича Святогора. Він став організатором і творцем ботанічного саду інституту, який на початок 30-х років був одним із кращих в Україні. У ботанічному саду були організовані відділи акліматизації та захисту рослин, де вирощували виноград, абрикоси, персики, індійську коноплю, лаванду тощо. Було зібрано понад 160 видів трав’янистих і 90 видів деревних порід і кущів. Кількість колективних та дослідних ділянок на той час досягла 650.

Багато зробив для організації біосаду В.А.Святогор. За його керівництва активно велась робота по вирощуванню нових сортів фруктових дерев, які культивуються у м. Ніжин і до цього часу. Після від’їзду В.А.Святогора керівником ботанічного саду був призначений К.Т.Клименко, який успішно продовжив роботу свого попередника.

17 жовтня 1932 року в Ніжині був відкритий педагогічний інститут професійної освіти для підготовки вчителів-предметників. У цей час у ньому функціонувало агробіологічне відділення.

Кафедра ботаніки була заснована в 1933 році. Першим її завідуючим був професор С.М.Михайлівський, який разом з доцентами В.А.Святогором та С.Т.Новиковим створили матеріальну базу кафедри, заснували науковий гербарій. Пізніше у різні роки кафедру очолювали Ф.Я.Лесик, С.О.Мулярчук, О.Я.Гречаненко, І.І.Гордієнко, І.М.Солдатова, Г.Г.Сенченко, Л.І.Рековець. На кафедрі викладались курси ботаніки, фізіології рослин, основ сільського господарства, методики викладання біології, дарвінізму, генетики, охорони природи, екології, геоботаніки, працював ряд висококваліфікованих викладачів: С.Н.Назаров, О.Г.Сидоренко, С.О.Мулярчук, Ф.Я.Лесик, Л.С.Балашов, Г.Ф.Герасименко, П.І.Нагорна, М.Г.Гафізов, О.Я.Гречаненко, І.С.Остапенко, Б.А.Однодворець, З.М.Сидоренко, Л.Г.Боженко, Д.Л.Ващишина.

Факультет природознавства утворився в 1934 р. в результаті об’єднання хіміко-біологічного і географічного відділень. На 1 вересня 1934 року на факультеті функціонували дві кафедри:хіміко-біологічна та кафедра ботаніки і зоології. Деканами факультету були: С.Т.Новіков, к.б.н., доцент П.І. Нагорна, к.х.н., доц. І.І. Кочерга, а з 2003 р. – к.х.н., доцент Г.Г. Сенченко. Колектив викладачів разом з лаборантами кафедри багато зробили для зміцнення матеріальної бази кафедри, створення її кабінетів та збагачення роздатковим навчальним матеріалом і таблицями. Всі роки існування кафедри продовжується поповнення її наукового гербарію, в якому зберігаються гербарні зразки ще 1909–1913 р.р. (Д.Веліканов), 30-х р.р. (С.М.Михайлівський). Пізніше гербарій поповнювався зборами С.О.Мулярчука, К.А.Семеніхіної, І.М.Солдатової, В.В.Курсон, В.С.Бєлокопитової, І.В.Папучі, Л.О.Лобань, Г.М.Лисенка. С.О. Мулярчук поповнив науковий гербарій представниками флори Кавказу і, головним чином, Чернігівської області (понад 1000 гербарних аркушів).

Поступово на кафедрі розгорнулися фундаментальні наукові дослідження: здійснювались наукові експедиції, експериментальні дослідження у лабораторіях кафедри. Результатом багаторічної праці стали монографії С.О.Мулярчука “Рослинність Чернігівщини”, І.І.Гордієнка “Дефляция, демутация и рекультивация песчаных массивов Степной зоны”, І.М.Солдатової “Высшие базидиомицеты степной зоны Украины”. До наукових досліджень викладачів завжди залучались студенти, які брали участь у наукових експедиціях та експериментальній роботі. Результатом студентських наукових досліджень були публікації у наукових журналах та збірках, виступи на конференціях, участь у конкурсах різного рівня, захист дипломних та магістерських робіт, а окремі студенти вступали до аспірантури та успішно захищали кандидатські та докторські дисертації (Л.С.Балашов, Л.О.Богомолова, І.М.Солдатова, В.М.Стригун, А.О.Падун, Г.Г.Сенченко, Г.М.Лисенко, Л.П.Кузьменко, С.В.Пасічник, В.М.Гавій, С.О.Приплавко,  Л.О.Лобань, Н.М.Шиян тощо).

З 1975 по 1986 рр. кафедрою ботаніки завідував д.б.н., професор І.І.Гордієнко, який крім наукових мав ще і неабиякі організаторські здібності. Він створив при кафедрі 2 лабораторії – фізіології рослин та основ сільського господарства, під його керівництвом було переобладнано шкільний біологічний кабінет. І.І. Гордієнко поповнив колекцію деревних та чагарникових рослин агробіостанції 50 новими інтродуцентами, був ініціатором створення ботанічного музею, який оформлено на зразок ботанічного музею НАН України. У створенні музею брали участь усі викладачі та лаборанти кафедри, а також співробітник ботанічного музею НАН України Л.Д.Мороз, яка в той час заочно навчалася на природничому факультеті Ніжинського педінституту. Ботанічний музей має 12 відділів, які демонструють природну систему рослинного світу, побудовану на основі еволюційного розвитку.

Також на кафедрі успішно функціонує зоологічний музей. Він був створений у 1933 році за ініціативи викладача І.О. Богдана та за сприяння Кам’янець-Подільського педінституту. Під час наукових експедицій в різні куточки колишнього Радянського Союзу та інші країни (1964–1978 р.р.), видовий склад музею значно поповнився. Великий вклад у його створення зробила І.В.Марисова, подарувавши власну колекцію пташиних гнізд та яєць, екзотичних тварин. У 2002 році, після наукової експедиції старшого викладача кафедри зоології О.С.Вобленка, фонд музею поповнився матеріалами з Антарктиди. Питанням інформаційного обладнання займалася старший викладач кафедри зоології В.Ф.Лащенко. На даний час експозиція зоологічного музею нараховує близько 400 видів. Зоологічний музей дає можливість проводити численні екскурсії для студентів та школярів міста і гостей університету.

Протягом 1986-1998 років кафедру ботаніки очолювала кандидат біологічних наук, доцент І.М.Солдатова. За цей час розширились творчі зв’язки зі спорідненими кафедрами інших вищих навчальних закладів, науково-дослідними установами Академії педагогічних наук та Національної академії наук України: Інститутом ботаніки НАНУ, Київським державним педагогічним університетом ім. Т.Г.Шевченка, Українським інститутом лікарських рослин, Інститутом профосвіти, Національним педагогічним університетом ім. Драгоманова, Харківським педагогічним інститутом ім. Г.Сковороди, Чернігівським педагогічним університетом та іншими установами. Викладачами кафедр активно ведеться навчально-методична робота. При викладанні дисциплін застосовуються новітні технології навчання, щорічно виходять у світ ряд навчально-методичних вказівок та посібників. Активну участь у роботі Обласного педагогічного ліцею при НДУ ім. Миколи Гоголя беруть такі викладачі кафедри як С.О.Коваленко, В.М.Гавій, Л.О.Лобань. Завдяки цьому ліцеїсти займають призові місця як на обласних, так і на всеукраїнських олімпіадах з біології та конкурсах Малої Академії наук, неодноразово виборюючи призові місця на обласних та Всеукраїнських турах. 

З 2017 року кафедру очолює доктор біологічних наук, професор Олена Борисівна Кучменко. Одночасно вона є професором Національного університету «Києво-Могилянська академія» та Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова, активно співпрацює з науковими установами НАН і НАМН України. О.Б.Кучменко досліджує цілеспрямовану регуляцію біосинтезу, функціонування убіхінону, убіхінонзалежних ензимних систем ланцюга транспорту електронів мітохондрій та систем антиоксидантного захисту. Вивчає роль вітаміну Е, убіхінону та біосинтетично споріднених сполук у регуляції процесу апоптозу клітин; роль оксидативного статусу та запальної реакції у розвитку патологічних станів організму, зокрема серцево-судинної системи.

З 2018 року на кафедрі біології функціонує аспірантура за спеціальністю 091 Біологія та докторантура за спеціальністю 091 Біологія.

З 2020 року кафедра біології проводить набір на ліцензовані курси підвищення кваліфікації вчителів біології.

В 2020 році кафедра біології отримала ліцензію на розширення провадження освітньої діяльності у сфері вищої освіти з метою підготовки іноземців та осіб без громадянства зі спеціальності 091 Біологія (перший бакалаврський та другий магістерський рівні).

В 2018-2019 рр. при кафедрі біології були створені навчально-наукові лабораторії з біохімічних та медико-валеологічних досліджень під керівництвом доктора медичних наук, професора кафедри біології Мхітарян Л.С. та біотехнології та селекції рослин під керівництвом доктора сільськогосподарських, професора кафедри біології Стригуна В.М.

В 2019 році за підтримки гранту МОН України відбулось оновлення матеріально-технічної бази кафедри біології, зокрема закупка нового сучасного обладнання для проведення навчальних занять та наукових досліджень в галузі біології та медицини.

При кафедрі функціонують проблемні групи з різних напрямів біологічної науки та студентський науковий біологічний гурток, в рамках роботи якого систематично відбуваються зустрічі з науковцями НАН і НАМН України, викладачами інших університетів, співробітниками медичних установ тощо.

Співробітники кафедри активно приймають участь у реалізації Всеукраїнських та міжнародних наукових проектів.

З 2020 року кафедра біології здійснює підготовку слухачів за сертифікатною навчально-тренувальною програмою «Теорія і практика домедичної допомоги» (кандидат медичних наук, доцент кафедри біології Петрюк С.Є.).