在羅馬時代 ，農民就發現在種植過豆科植物的大田裏種植穀類作物時 ，其產量有所提高 ，因此 ，就注意到細菌能增富農業土壤中的營養 。直至19世紀 ，德國的苜蓿種植者和美國的一些大豆種植者 ，他們利用苜蓿田或大豆田的土壤 ，轉移接種至新的農田 ，從而使作物產量得到提高 。1838年 ，法國農業化學家布森高（J.B.Boussingault）發現了豆科植物能固定氮 。並於1843年建立了一個農業試驗站 ，對各種輪作製中作物產量和成分進行了較為準確的分析。

1886-1888年德國科學家赫爾裏格爾（H.Hellriegal）在砂培條件下證明 ，豆科植物隻有形成根瘤菌才能固定大氣中的氮 。1888年荷蘭學者貝葉林克（M.W.Beijerinck）分離了根瘤菌 ，這是微生物肥料方麵的突破 。現已明確那是根瘤菌的作用 。這些細菌的發現 ，促使了一家美國公司納特爾公司於1898年生產和銷售了土壤細菌接種劑 。自此以後 ，就有諸多的細菌製劑用於土壤和農作物種子的拌種和包衣 。

20世紀20年代 ，又有一些新的微生物製劑用於大田土壤和農作物 ，但效果不甚理想 。20世紀40年代 ，美國農業部頒發了生物殺蟲劑許可證 ，至今已有20多種不同的微生物產品為這一目的而使用 。

1937年 ，蘇聯微生物學家克拉西尼科夫和密蘇斯金研製了“固氮菌劑” 。從而開創了細菌肥料的先河 ，由於種種原因 ，這種微生物肥料都先後停止了大規模生產 。1940年前後 ，亞洲研製了一種以藍細菌（藻類）為主而用於稻田的生物肥料 。其在持續農業中仍然發揮著巨大的作用 。

不管生物肥料的曆史如何 ，微生物製劑仍繼續向前發展 。自20世紀80年代開始 ，人們以極大的精力關注著用於環境和農作物的生物肥料 ，其原因是這類產品能有效地解決存在的一些問題 ，特別是無公害和消除環境的汙染 。因此 ，要研製出一種既具有肥料功能 ，又具有消除環境汙染的能力 ，就十分困難 。其難點在於 ：（1）一種微生物具有提供植物營養功能（如固氮基因等） ，但不一定能具有分解汙染的能力（即分解物質的基因） 。要實行基因轉移十分困難 ，還要巨大的投資 。（2）土壤汙染物種類很多 ，現已有105種以上的物質對環境造成了汙染 。這些汙染物結構和化學成分各不相同 ，所以不可能用105種微生物混合一起來做成製劑 。基因轉移更難以達到 ；（3）生物殺蟲劑和生物除莠劑等的原理和菌種差異十分巨大 ，原則上為一菌一種用途 。所以隻能製成單一的菌劑 。而且發揮作用的時間較長 。（4）生物肥料中的菌劑有些不是典型的土壤微生物 ，當其製成菌劑施入土壤後難以成活 ，而且在使用前通常也隻能保持3個月的貨架期。