งานวิจัยด้านป่าไม้เป็นที่มาของกลุ่มงานวนวัฒนวิจัยโดยเริ่มขึ้นตั้งแต่มีการโอนกิจการกองการไม้มาตั้งเป็นกองบำรุง โดยสมัยนั้นพระยาพนานุจรเป็นอธิบดีกรมป่าไม้ ต่อมาในปีพ.ศ. 2481 ได้กำหนดให้กองบำรุงมีชื่อใหม่ว่า “กองบำรุงรักษาป่า” และได้เปลี่ยนชื่อเป็น “กองบำรุงป่า” ในปีถัดมา โดยสมัยนั้นมีการแบ่งส่วนราชการเป็น 3 แผนก คือ แผนกโครงการ แผนกบำรุงป่า และแผนกทดลอง ซึ่งในแผนกทดลองนี้มีหน้าที่ทำการศึกษาทดลองและค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับวิชาการป่าไม้ ในปี พ.ศ. 2495 กรมป่าไม้ได้เปลี่ยนกลับมาใช้ชื่อเดิมคือ “กองบำรุง” โดยมีการแบ่งส่วนราชการเป็น 3 แผนก คือ แผนกบำรุง แผนกสถานีวนกรรม และแผนกวนวิจัย จนถึงปี พ.ศ. 2517 ได้มีการรวมแผนกสถานีวนกรรมเข้ากับแผนกวนวิจัย และใช้ชื่อใหม่ว่า “งานวนวัฒนวิจัย” และได้ยกฐานะขึ้นเป็นฝ่ายวนวัฒนวิจัยในปี พ.ศ. 2520 เพื่อให้ชื่อของฝ่ายวนวัฒนวิจัยเหมาะสมตามลักษณะงานที่ปฏิบัติ จีงได้เปลี่ยนชื่อเป็นฝ่ายวิจัยป่าไม้ และถูกเปลี่ยนกลับมาเป็นฝ่ายวนวัฒนวิจัย อีกครั้งในปี พ.ศ. 2525 ซึ่งมีหน้าที่ศึกษาค้นคว้าวิจัยทางวนวัฒนวิทยาและการวิจัยทางด้านพันธุศาสตร์ป่าไม้ ต่อมาในปี พ.ศ. 2535 ได้มีการแบ่งส่วนราชการกรมป่าไม้ใหม่ตามพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการกรมป่าไม้ ได้จัดรวมหน่วยงานที่มีลักษณะเดียวกันให้ไปสังกัดสำนักเดียวกัน และกลุ่มวนวัฒนวิจัยได้ยกระดับเป็น “ส่วนวนวัฒนวิจัย” สังกัดสำนักวิชาการป่าไม้ ในปี พ.ศ. 2537 ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบโดยตรงเกี่ยวกับการศึกษาวิจัยเพื่อพัฒนาและปรับปรุงเทคนิค วิธีการ เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ส่งเสริมการปลูกสร้างสวนป่า จนกระทั่งปี พ.ศ. 2545 ได้มีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในการบริหารงานของกรมป่าไม้ ให้โอนส่วนวนวัฒนวิจัย สำนักวิชาการป่าไม้ กรมป่าไม้ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ มาสังกัดกรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และได้ลดฐานะสำนักวิชาการป่าไม้ เป็น “ฝ่ายวนวัฒนวิจัยและพฤกษศาสตร์” ต่อมาในปี พ.ศ. 2546 ได้โอนกรมป่าไม้ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ มาสังกัดกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และในปี พ.ศ. 2548 ได้ตั้ง “กลุ่มงานวนวัฒนวิจัย” โดยโอนฝ่ายวนวัฒนวิจัยและพฤกษศาสตร์ กรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช มาสังกัดสำนักวิจัยการจัดการป่าไม้และผลิตผลป่าไม้ กรมป่าไม้ ซึ่งได้เปลี่ยนชื่อสำนักเป็น “สำนักวิจัยและพัฒนาการป่าไม้” ในปีพ.ศ. 2552 ต่อมาในปี พ.ศ.2560 กรมป่าไม้ได้มีการปรับปรุงการจัดหน่วยงานและกำหนดอำนาจหน้าที่ความรับผิดชอบในส่วนราชการกรมป่าไม้ ได้ปรับชื่อจากกลุ่มงานวนวัฒนวิจัย เป็น ส่วนวนวัฒนวิจัย