1964年，在内蒙古自治区草原研究所的基础上建立，1966年，国家科委现代草原畜牧研究中心并入该所。1970年，下放内蒙古自治区，同时，所址由呼和浩特市迁往锡林郭勒盟的锡林浩特，改名为内蒙古自治区草原研究所。1977年底，恢复中国农业科学院草原研究所建制，1980年底，所址迁至内蒙古自治区呼和浩特市，并保留内蒙古自治区草原研究所的名称，隶属中国农业科学院和内蒙古自治区农牧厅。

该所的方向任务是：面向全国，以中国北方草原、牧草、饲料作物为主要研究对象，以提高草原、牧草资源经济、生态效益的宏观战略与应用技术及应用基础研究为主，大力加强开发研究，在牧草的育种、栽培、草地管理、草原保护、草地建设与合理利用、草原牧草机械等方面形成优势，逐步建成中国草原研究中心。主要从事：①组织全国草场、牧草、饲料作物品种资源的调查、征集、保存评价、利用的协作研究。②牧草品种的性状鉴定、评价、野生驯化与新品种培育研究。③草原生态学、草原经济学、草原保护、天然草场改良、人工草地建设综合栽培技术措施及草原机具研究。④牧草饲料贮藏、加工、合理利用新技术新理论研究。⑤组织国内外学术交流、合作研究，编辑出版《中国草原》及其他专业书刊。所内设有牧草品种资源、草原改良利用、草原保护、牧草育种、牧草栽培、饲料饲养、草原机械和情报资料8个研究室；还设有综合分析化验室、《中国草原》编辑部及全国牧草品种资源中期保存库。该所保存全国各自然地带牧草标本两万余份，牧草种质1000余种。取得科研成果60余项，其中21项受到国家和有关部门的奖励。其重要成果有干旱草原区和黄土高原水土流失区建立人工草场综合技术；浅耕翻改良根茎型禾草草原；直立型黄花苜蓿新品种培育；草颗粒代粮毒饵灭鼠技术以及小型风机、颗粒饲料机、袋装青贮饲料填装机等。