光緒二十八年（1902年）五月，直隸總督袁世凱創立農務總局于保定西關外霍家大院，并于局內附設農務學堂（中等教育）。

農務總局劃定保定西關靈雨寺北土地40畝為直隸農務學堂址，省庫每年撥發經費餉銀18400兩（光緒三十四年增至33600兩），當年建成，并購地100余畝為實習、試驗場地。袁世凱派黃璟為學堂總辦，李兆蘭為提調。袁世凱書寫一聯“儒通天地人幾近道矣；學縱歐亞美一以貫之”，懸掛于學堂正廳。

同年十一月，農務學堂招收預備和速成兩科學生，設蠶桑和農業兩個專業，共修學科為國文、英語、算學、氣象學等。專業課的教材與教法多沿襲日本農科學校。除本國教員外，還聘用美、英、日等國教員。光緒三十四年（1908年）升格并改稱直隸高等農業學堂，增設林業和農業講習所。該堂曾推廣日本的優良桑秧和蠶種，成績突出，反使農務總局奉命隸屬于該堂領導。學堂曾經創辦頗有影響的《農務官報》。1912年中華民國建立，學校更名直隸省立農業專門學校。

1921年6月，直隸省教育廳決定在保定西關外直隸高等學堂舊址成立河北大學，學校并入。河北大學是河北省第一所綜合性大學，初期設文、法、農、醫、預五科，文科分中、英兩學系，各科設學長一人。河北大學醫科附設醫院，農科附設農場，并附設初級中學、小學。農科設農學、農藝化學、林學、獸醫學四門。1930年暑期后，又由系改稱學院。1931年10月，河北省教育廳決定撤銷河北大學，將國文系并入北平師大，法學系并入天津法商學院，英文系并入南開大學，農、醫留在保定，分別成立河北省立農學院和河北省立醫學院。  

1931年10月24日，河北省立農學院成立，地址在保定西關外。學校成立之后發展很快，設農學系、林學系、園藝系，招生范圍除河北外，還有山東、四川、廣東、廣西和東北等19個省份。實驗室、實驗農場逐步恢復擴展，設備齊全。

學校師資隊伍實力雄厚，業務水平高，教授和講師多是從海外歸來的學者，他們學識淵博，治學嚴謹，許多都是懷著教育救國、科學救國的愿望，從海外歸來報效祖國的。教學宗旨是：適合本省需要，研究農林高深學術，培養農林專門人才。各系學制為四年。開設課程門類齊全，三系公共必修課16門，農學系專業課22門，林學系21門，園藝系13門。

在教學上，注重培養學生理論知識、實驗手段和操作能力等全面發展。每逢假期，要求學生結合本鄉農村經濟狀況、種植習慣、農村所需種植種類與產量、土壤氣候、病蟲害情況等做調查研究，并寫出調查報告，培養學生對知識的綜合運用與能力。師生一起關注并引進外國先進技術、優良品種，研究中國農林優良品種，試驗、培育適合當地的優良品種和栽培技術。教授們的著作先后出版，許多著述被譯成外文，發表在美、英、法、日等國學術刊物上。并于1934年創辦《河北通俗農刊》等雜志。

1937年9月，日軍侵占保定，學校被迫停辦。1946年在舊址恢復，1950年省立農學院改為河北農學院，1958年改稱河北農業大學，是全國最早的農業高等學校之一。