棉花研究所成立于1948年，前身为“晋南农场”，1950年更名为“晋绥区十一专署农业试验推广场”，1951年改名为“运城专区农场”，1954年临运两专合并改为“晋南专区运城农场”。1955年为适应农业技术改革，加强农业科学研究，更名为“山西省晋南专区运城农业试验站”。1958年改为“山西省棉花科学研究所”，1962年更名为“山西省农业科学院运城棉花研究所”，属山西省农业科学院领导。1970年改名为“山西省运城地区农业科学研究所”，隶属运城专署领导。1975年恢复山西省棉花科学研究所，和“运城地区农业科学研究所”同时存在，隶属省农科院和运城专署双层领导。1978年收归山西省农业科学院领导，定名为“山西省农业科学院棉花研究所”。2019年10月，山西省委省政府决定，山西农业大学和山西省农业科学院合署改革，成立新的山西农业大学。重新定名为山西农业大学（山西省农业科学院）棉花研究所。