L'attuale Settore fitosanitario trae le sue origini dal Laboratorio di fitopatologia, prima istituzione del genere in Italia, fondato nel 1903 per iniziativa del prof. Piero Voglino. Il Laboratorio era annesso al Gabinetto di storia naturale del liceo "Massimo d'Azeglio" di Torino, presso il quale insegnava il fondatore. Sotto la guida del Voglino venne potenziato con sostanziali aiuti da parte di enti locali ed anche del Ministero dell'agricoltura e delle foreste e, nel dicembre del 1908, divenne autonomo assumendo la denominazione di Osservatorio consorziale di fitopatologia.
Con RD 3 maggio 1914 n. 421 il Governo riconosceva l'istituzione con il nome di Osservatorio di fitopatologia, a cui veniva affidato il servizio fitopatologico anche per le province di Cuneo e Novara.
Con RD 26 aprile 1923 n. 1024 l'Osservatorio veniva trasformato in Laboratorio sperimentale di fitopatologia con annesso Regio osservatorio per le malattie delle piante (OMP Torino). Al sostegno finanziario di numerosi enti piemontesi si aggiunse anche quello della provincia di Aosta.
Alla morte dell'illustre fitopatologo Voglino, avvenuta nel 1933, veniva incaricato della direzione un entomologo non meno insigne, il prof. Giuseppe Della Beffa, che rimase in carica fino al suo collocamento a riposo avvenuto nel 1954. Da quell'anno e fino al 1972, alla direzione veniva chiamato il fitopatologo dott. Giovanni Borzini. Il resto è storia recente: nel 1972 fu nominato direttore il prof. Alberto Ugolini; sotto la sua direzione, in attuazione del DPR n. 616 del 1977, l'istituzione fu trasferita alla Regione ed in tale occasione perse la giurisdizione sulla Valle d'Aosta.