История Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства начинается с 1957г. Первоначально он был организован на базе Казахской опытной станции лесного хозяйства и отдела леса института ботаники Академии наук Казахской ССР с подчинением Казахскому филиалу ВАСХНИЛ. До 1959г. он располагался в г. Алма-Ате, затем был переведен в г. Щучинск бывш. Кокчетавской области (ныне – Акмолинская обл.). Таким образом он был приближен к основным объектам исследований. В 1972г. в связи с расширением НИР по защитному лесоразведению КазНИИЛХ был переименован в Казахский НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации (КазНИИЛХА).
В период 1989-1992гг. на базе КазНИИЛХА было организовано научно-производственное объединение «Орман». В период 2002-2007гг. работал РГП «Научно-производственный центр лесного хозяйства» Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан. В мае 2007г. предприятие вошло в состав АО «КазАгроИнновация». С 2015г. предприятие входит в состав НАО «Национальный аграрный научно-образовательный центр» в юридическом статусе ТОО «КазНИИЛХА».
С 1959 по 1964 годы создается сеть лесных опытных станций (ЛОС) для выполнения научных исследований в различных природных зонах Казахстана. Всего было 6 ЛОС – Алматинская (г. Алма-Ата), Алтайская (г. Лениногорск, ВКО), Западно-Казахстанская (г. Актюбинск), Чиилинская (п. Чиили, Кзыл-Ординская обл.), Кустанайская (п. Затобольск), Прииртышская (п. Чалдай, Павлодарская обл.).
Кроме того в состав института входили два опытных хозяйства (Бармашинский опытный лесхоз в бывш. Кокчетавской области и Кондратовский опытно-показательный лесной питомник – в Северо-Казахстанской области), комбинат коммунальных предприятий, опытно-конструкторское бюро с филиалом в Алма-Ате. При КазНИИЛХА был организован Казахский филиал Всесоюзного института повышения квалификации работников и специалистов лесного хозяйства.
В настоящее время функционируют 3 филиала: Алматинский – г. Алматы, ул. Озерная 17-а (директор – Ахметов Руслан Сабырович), Алтайский – ВКО, г. Риддер, ул. Островского 13-а (директор – канд. с-х. наук Калачев Андрей Александрович) и Западно-Казахстанский – г. Актобе, ул. Жургенова 169 (директор Келгенбаев Нуржан Сержанович).