本校前身為「臺灣省立師範學院」，係於民國三十四年接收原日治時期之「臺北高等學校」校址設立。民國三十五年本系接收該校之動、植、礦物三科儀器設備而成立「博物系」與「博物專修科」，各招收學生一班。「專修科」於民國三十八年停辦。「博物系」每年招收學生一班。民國四十四年本校正式改制為「臺灣省立師範大學」，本系隸屬理學院。民國四十八年前後，因應當時之需要，擴大招生為兩班並招收夜間部學生一班，民國四十九年招收三班，為歷來招生最多之一屆(五三級)。民國五十年改名為「生物學系」。民國九十二年轉型為「生命科學系」。

博物系時期的幾位系主任為陳納遜、謝循貫、戈定邦等教授，民國五十年以後，歷任系主任為：戈定邦、李亮恭、諸亞儂、劉慕昭、史金燾、楊冠政、吳京一、張路西、施河、黃基礎、林金盾、黃生、王震哲、張永達、陳仲吉、李桂楨等教授，現任系主任為鄭劍廷教授。民國五十九年八月「生物研究所」奉准設置，招收碩士班研究生，曾任所長者有楊冠政、吳京一、張路西、施河等教授。民國七十八年以後，所系合併。民國八十一年設博士班，培育學術研究人才，嗣後並分別與中央研究院動物研究所、分子生物研究所簽訂教學研究合作協定，共同指導研究生的課業和論文。

民國六十四年七月，理學院搬遷至公館分部校區，同時獲世界銀行貸款，購置各項教學儀器與設備，基本教學設施堪稱完善。為因應現代生物學快速發展，推展重點研究，本系設有貴重儀器室、細胞培養室、分子生物研究室、電子顯微鏡室、生物教育工學教學系統、動物房及溫室等設施供研究之用。

民國一○一年八月，與中央研究院生物多樣性研究中心，共組「生物多樣性國際研究生博士學位學程」，並各自有學程主任，本系歷任學程主任為：杜銘章、許鈺鸚、林思民等教授；中研院則為：李文雄院士擔任，現任系上學程主任為林仲平教授；中研院學程主任為特聘研究員趙淑妙博士。民國一○七年八月，升格為「生命科學專業學院」隸屬於「理學院」，首任院長為鄭劍廷教授。並新設「生技醫藥產業碩士學位學程」，並加入原隸屬於人類發展與家庭學系之營養科學組所設立之「營養科學碩士學位學程」與「營養科學學士學位學程」。