ในปี พ.ศ. 2509 ซึ่งเป็นปีที่เริ่มตั้งคณะวิทยาศาสตร์และอักษรศาสตร์ มหาวิทยาลัยฯ มีนโยบายให้ภาควิชาชีววิทยาซึ่งได้ย้ายมาสังกัดคณะใหม่นี้รับผิดชอบงานสอน วิชาเบื้องต้นซึ่งได้เปลี่ยนชื่อจากแบคทีเรียวิทยามาเป็นวิชา จุลชีววิทยาทั่วไปทั้งภาคบรรยายและปฏิบัติการ ในระยะที่เริ่มตั้งคณะวิทยาศาสตร์ฯนั้นสายงานด้านจุลชีววิทยายังค่อนข้าง ใหม่สำหรับประเทศไทย และยังไม่มีสถาบันใดผลิตบุคลากรด้านนี้ในระดับปริญญาตรี ศ.ดร. ทวี ญาณสุคนธ์ซึ่งกล่าวได้ว่าเป็นบูรพาจารย์และนักจุลชีววิทยาคนแรก ของประเทศไทยซึ่งในขณะนั้นดำรงตำแหน่งคณบดีคณะวิทยาศาสตร์และหัวหน้าภาควิชา จุลชีววิทยา ไว้เป็นหลักสูตรหนึ่งของภาควิชาชีววิทยาตั้งแต่ทั้งๆที่เริ่มงานนั้นสายงาน งานด้านนี้มีอาจารย์ประจำที่รับผิดชอบเพียง 4 ท่านเท่านั้นและไม่สามารถหาบุคลากรที่มีความรู้และประสบการณ์เพิ่มได้ทันที เนื่องจากยังมีผู้ศึกษาในด้านนี้น้อยมากจึงได้มีนโยบายที่จะผลิตบุคคลากรทาง จุลชีววิทยาในระดับปริญญาโทควบคู่กันไปกับการเปิดหลักสูตรปริญญาตรี เป็นการเปิดโอกาสให้อาจารย์ภาควิชาชีววิทยาในระดับปริญญาโทควบคู่กันไปกับ การเปิดหลักสูตรปริญญาตรี เป็นการเปิดโอกาสให้อาจารย์ภาควิชาชีววิทยาที่มีความประสงค์จะสอนในสายงาน ด้านนี้ได้เพิ่มพูนความรู้ โดยใช้วิชาในระดับปริญญาตรีที่จบมาเป็นนานนอกจากอาจารย์แล้วยังมีบัณฑิตที่ จบจากคณะต่างๆ และสถาบันอื่น มาเรียนต่อหลายคนด้วยกันซึ่งผู้ที่เข้าเรียนในรุ่นแรกๆ นั้นได้เป็นกำลังสำคัญต่อการเรียนการสอนในระดับปริญญาตรีและการสอนวิชาพื้น ฐาน โดยที่ระหว่างเรียนจะต้องทำหน้าที่เป็นอาจารย์ผู้สอนไปด้วย และส่วนใหญ่ได้รับการบรรจุเป็นเป็นอาจารย์ประจำต่อมาซึ่งเป็นกลวิธี อันชาญฉลาดที่ ศ.ดร.ทวี ญาณสุคนธ์ได้ใช้ในการจัดหา และพัฒนาบุคลากรของภาควิชาฯ
การให้การศึกษาทั้งสองระดับปริญญาดังกล่าวแล้ว จำเป็นต้องอาศัยอาจารย์พิเศษที่เสียสละเวลามาร่วมสอนหลายท่านด้วยกัน ได้แก่ ดร.ฤกษ์ ศยามานนท์, ดร.มาลี สุวรรณอัตถ์, ศ. ดร. พรชัย มาตังคสมบัติ, ศ. ดร. สถิตย์ สิริสิงห์, รศ. นพ. ประหยัด ทัศนาภรณ์, ศ.นพ. สุขุม ภัทราคมซึ่งนับได้ว่าท่านเหล่านี้ได้ร่วมในการพัฒนาภาควิชาจุลชีววิทยาให้มา ถึงจุดหมุ่งหมายในวันนี้ได้
เมื่อภาควิชาชีววิทยาได้ดำเนินการสอนในระดับ ปริญญาโทมาได้ระยะหนึ่งทบวงมหาวิทยาลัยฯ ได้ร่วมโครงการพัฒนามหาวิทยาลัยโดยให้มีการสอนระดับบัณฑิตศึกษาในสาขาต่างๆ เพื่อผลิตอาจารย์ให้กับมหาวิทยาลัยซึ่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ได้รับมอบหมาย ให้ผลิตบัณฑิตระดับปริญญาโททางด้านจุลชีววิทยาเมื่อ พ.ศ. 2513โดยโครงการนี้บริหารในรูปของคณะกรรมการซึ่งประกอบด้วยอาจาาย์จากภาคและ คณะต่างๆ ในสายงานที่เกี่ยวข้อง โดย มีรศ.ดร.ประเสริฐ สายสิทธิ์เป็นประธานโครงการขึ้นตรงต่อคณะวิทยาศาสตร์ฯ ซึ่งทั้งโครงการนี้และสายงานจุลชีววิทยาที่สังกัดภาควิชาชีววิทยาได้ส่ง เสริมซึ่งกันและกัน ทั้งในด้านอาจาย์ผู้สอนและวัสดุอุปกรณ์ต่างๆและบัณฑิตที่จบจากโครงการนี้ หลายท่านด้วยกันได้มาเป็นกำลังสำคัญของ ภาควิชาจุลชีววิทยาต่อมาโครงการบัณฑิตศึกษานี้ได้อยู่ในความรับผิดชอบของภาค วิชาฯ ในปัจจุบัน
การพัฒนาบุคลากรของภาควิชาฯมิได้หยุดยั้งอยู่ เพียงนี้ กล่าวคือมีอาจารย์เป็นจำนวนมากที่ได้ไปศึกษาต่อถึงระดับปริญญาเอก และเพิ่มพูนความรู้และประสบการณ์จากการไปฝึกอบรมและทำการวิจัยในต่างประเทศ โดยเฉพาะเมื่อมีโครงการ ความร่วมมือระหว่างสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติและ Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS) ซึ่งในสาขาจุลชีววิทยามีศ.ฮิซาฮารุ ทะกุจิเป็นผู้ประสานงานฝ่ายญี่ปุ่น และ ศ.ดร.ทวี ญาณสุคนธ์เป็นผู้ประสานงานฝ่ายไทยผลจากโครงการนี้ทำให้อาจารย์ของภาควิชานี้ ได้มีโอกาสไปศึกษา ดูงานและทำการวิจัยที่ประเทศญี่ปุ่นตั้งแต่เริ่มโครงการในปี พ.ศ. 2521 มาจนถึงปัจจุบันเป็นประจำทุกปีนอกจากนั้นภาควิชาฯยังได้รับอาจารย์ที่มีวุฒิ ความรู้และประสบการณ์เพิ่มขึ้นตามความจำเป็นของภาระงานที่มากขึ้น และการเอื้ออำนวยด้านงบประมาณและได้เชิญอาจารย์และผู้เชี่ยวชาญชาวต่าง ประเทศมาร่วมให้ความรู้ ตัวอย่างเช่น Professor Dr. Emory Guy Simmonsได้มาร่วมสอนและให้ความรู้ด้านเชื้อรา ตั้งแต่ พ.ศ. 2527 ถึงปัจจุบันเป็นประจำ
ในด้านการจัดตั้งองค์กรแล้ว ภาควิชานี้เริ่มจากสายงานหนึ่งของภาควิชาชีววิทยาที่มีอาจารย์ประจำเพียงไม่ กี่ท่านในปี พ.ศ.2509โดยใช้ชั้นล่างของตึกห้องสมุดหลังแรกของมหาวิทยาลัยฯ เป็นที่ทำการวิจัยและทำงานของ ทั้งอาจารย์และนิสิต (ตึกนี้ปัจจุบันได้เปลี่ยนมาเป็นศูนย์วางแผนพัฒนาการเกษตรของอาเซียน) โดยทำการสอนที่ตึกซึ่งในสมัยนั้นเรียกกันว่าตึกสี่ชั้น ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ทำการของกองประเมินผล สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร ในปี พ.ศ.2515อาจารย์และนิสิตปริญญาโทได้ย้ายมาอยู่ที่ตึกชีววิทยาปัจจุบัน โดยได้เนื้อที่ใช้สอยประมาณครึ่งหนึ่งของชั้นสาม ส่วนการสอนวิชาเบื้องต้นนั้นยังคงดำเนินการอยู่ที่เดิม และเปลี่ยนจากสายงานมาเป็นสาขาวิชาเมื่อ พ.ศ.2517 ใน พ.ศ. 2522 สาขาฯ ได้ย้ายมาอยู่ ณ ที่ปัจจุบันซึ่งดำเนินกิจกรรมทุกอย่างของสาขาฯโดยใช้พื้นที่ตั้งแต่ชั้น 2 ถึงชั้น 4 และ ชั้น 6 บางส่วนของตึกสาขาวิชาฯได้รับการแต่งตั้งให้เป็นภาควิชาเป็นทางการตามประกาศ ในพระราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ 28 มกราคม พ.ศ.2524
