ภาควิชาสถิติได้ถือกำเนิดมาจากแผนกวิชาสถิติ คณะเศรษฐศาสตร์และบริหารธุรกิจ ซึ่งได้จัดตั้งขึ้นเมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2509 โดยมีวัตถุประสงค์เริ่มแรกเพื่อทำการสอนวิชาสถิติเพียง 2-3 วิชา ให้กับนิสิตภายในคณะเศรษฐศาสตร์และบริหารธุรกิจเท่านั้น ต่อมาได้เปิดสอนวิชาสถิติบริการให้กับนิสิตเพิ่มอีกหลายคณะในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม พ.ศ. 2512 ได้มีการโอนแผนกวิชาสถิติ จากคณะเศรษฐศาสตร์และบริหารธุรกิจมาสังกัดคณะวิทยาศาสตร์และอักษรศาสตร์ และได้เปลี่ยนชื่อจากแผนกวิชาสถิติมาเป็นภาควิชาสถิติ โดยมีประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2513 จึงถือได้ว่า วันที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2513 เป็นวันสถาปนาภาควิชาสถิติ ภาควิชาสถิติได้ทำการสอนวิชาสถิติทั้งทฤษฎีสถิติและสถิติวิเคราะห์ในระดับพื้นฐาน และการประยุกต์กับสาขาวิชาต่าง ๆ เพิ่มขึ้นอีกเป็นจำนวนมาก สำหรับหลักสูตรปริญญาตรีสถิติได้เปิดสอนรุ่นแรกเมื่อปีการศึกษา 2513
ในปี พ.ศ. 2530 ภาควิชาสถิติได้เปิดหลักสูตรปริญญาโทสาขาสถิติ และในปี พ.ศ. 2548 ภาควิชาสถิติได้รับอนุมัติให้เปิดหลักสูตรปริญญาเอกสาขาสถิติ และเปิดรับนิสิตปริญญาเอก รุ่นแรกในปีการศึกษา 2549
ภาควิชาสถิติ ได้รับอนุมัติให้เปิดโครงการหลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาสถิติ (ภาคพิเศษ) จากสภามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เมื่อวันจันทร์ที่ 29 เมษายน 2556 รหัสหน่วยงาน คือ B0462 โดยเปิดสอนหลักสูตรปริญญาตรีสถิติเป็นรุ่นแรกในปีการศึกษา 2556
ภาควิชาสถิติมุ่งความเป็นเลิศทางวิชาการ สร้างสรรค์บัณฑิตให้มีความรู้ความสามารถและมีวิสัยทัศน์กว้างไกล เพียบพร้อมด้วยคุณธรรม จริยธรรม เพื่อเป็นบุคลากรที่ดีของสังคม และพร้อมที่จะปฏิบัติงานร่วมกับสาขาวิชาชีพอื่น ๆ
ภาควิชาสถิติมีปณิธานมุ่งมั่นในการปฏิบัติภารกิจให้เป็นไปตามปรัชญาของภาควิชา คณะวิทยาศาสตร์ และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โดยการผลิตบัณฑิตที่มีความรู้ความสามารถทางวิชาการสถิติ ทางเทคโนโลยีสารสนเทศ และมีจิตสำนึกที่เปี่ยมด้วยคุณธรรม และจริยธรรม ทั้งในระดับปริญญาตรี ปริญญาโท และปริญญาเอก ให้เป็นที่ยอมรับในระดับชาติและนานาชาติ ตลอดจนสนับสนุนส่งเสริมให้บุคลากรของภาควิชามีการพัฒนาในด้านต่างๆ เช่น การเรียนการสอน การค้นคว้าวิจัย การเผยแพร่ผลงานวิชาการ การบริการวิชาการแก่สังคม และการพัฒนาตนเอง เป็นต้น
เป็นหน่วยงานที่เป็นผู้นำทางวิชาการสถิติในประเทศและภูมิภาค และมีผลงานเป็นที่ยอมรับในระดับสากล
- ผลิตบัณฑิต มหาบัณฑิต และดุษฎีบัณฑิตที่มีความรู้ความสามารถทางสถิติ และมีคุณธรรม จริยธรรม และความซื่อสัตย์
- สร้างเสริมความก้าวหน้าทางวิชาการให้กับบุคลากรด้านสถิติ ให้เป็นผู้มีความรอบรู้ และสามารถพัฒนาตนให้มีวิชาการเข้มแข็ง เพื่อรับใช้สังคมและประเทศชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- สนับสนุนให้มีการผลิตและเผยแพร่เอกสารประกอบการสอน ตำรา และผลงานวิจัยทางสถิติทั้งในเชิงทฤษฎีสถิติและสถิติประยุกต์
- สร้างเครือข่ายวิชาการสถิติทั้งในระดับชาติและนานาชาติ