Історія розвитку міжнародної співпраці університету бере свій початок із другої половини 50-х рр. минулого століття. У 1953 р. тоді ще УСГА як перша серед сільськогосподарських ВНЗ України, до якої почали направляти студентів із сусідніх соціалістичних країн та Китаю, здійснила випуск іноземних фахівців із вищою сільськогосподарською освітою.
Відтоді кількість студентів із зарубіжних країн, яких направляли на всі факультети академії, поступово збільшувалася. Особливо зріс набір іноземних студентів у середині 60-х рр., коли почали активно приїжджати на навчання громадяни країн Африки, Азії, Близького Сходу та Латинської Америки. Збільшення числа таких студентів відбувалося швидкими темпами: у кінці 50-х рр. навчалися понад 100 осіб; наприкінці 60-х рр. — більш як 200 осіб; у середині 80-х рр. — понад 500 осіб, серед яких були не лише студенти, а й стажисти та аспіранти із 87 країн світу.
Новий вид діяльності вимагав створення спеціального підрозділу — деканату по роботі з іноземними студентами, кафедри російської мови як іноземної, міжнародного відділу, а згодом і введення посади проректора з міжнародних зв’язків. У 1963 р. було створено деканат по роботі з іноземними громадянами, який у різні роки очолювали: Б. М. Махмет (1968−1970), М. Ф. Повхан (1970−1981), І. Л. Марков (1981–1986), Й. С. Любецький (1986–1988), В. П. Каленський (1988−1993).
У 1966 р. засновано кафедру російської мови. Завдяки зусиллям завідувачів кафедри, доцентів З. Р. Разилової, Є. О. Касілова, А. М. Барановської та А. М. Безпаленка, кафедра комплектувалася досвідченими педагогами, які володіли ще однією або двома іноземними мовами (англійською, французькою або іспанською).
У другій половині 60-х рр. УСГА розпочала співпрацю із сільськогосподарськими вишами країн соціалістичного табору — Чехословаччини, Угорщини, Болгарії, Польщі та НДР. Перші угоди про співробітництво були підписані у 1965 р. із Вищою сільськогосподарською школою в м. Нітра (нині — Словацький аграрний університет, Словаччина) та в 1968 р. — із Дебреценським аграрним університетом (Угорщина). Згодом аналогічні договори підписано з іншими ВНЗ: Краківською сільськогосподарською академією (Польща), Щецінським сільськогосподарським інститутом (Польща), Вроцлавським сільськогосподарським інститутом (Польща), Зооветеринарним інститутом у м. Стара Загора (Болгарія), Лейпцігським університетом (Німеччина).
Протягом 20 років щорічно групи студентів у кількості 15–20 осіб з обох сторін проходили місячну практику, яка передбачала дво- або тритижневу професійну підготовку (ознайомлення з сільськогосподарським виробництвом та університетами) та однотижневу екскурсійну і культурну програми. Таким чином, понад 9000 іноземних студентів та викладачів відвідали університет за цією програмою.
У 1970–1980 рр. також практикували направлення у зарубіжні країни так званих будівельних загонів: студенти працювали на виробництві або в господарствах і отримували за виконану роботу зарплатню, а також знайомилися з історією і культурою країн, у яких перебували.
Безвалютний обмін надав можливість брати участь у міжнародних спортивних і культурних програмах. Зокрема, спортивні делегації університету успішно виступали на змаганнях з волейболу, тенісу в містах Нітра та Брно (Чехословаччина), з легкої атлетики та баскетболу в місті Дебрецен (Угорщина). Народний ансамбль «Колос» успішно гастролював в Угорщині та Чехословаччині. Своєю чергою, колективи вишів-партнерів із цих країн відвідували Україну.
Наприкінці 70-х — початку 80-х рр. з’явився новий напрям роботи — зв’язки з випускниками та підвищення їх кваліфікації. Цю роботу проводили у формі шкіл-семінарів та конференцій випускників із зарубіжних країн із залученням кращих учених. У 1989 р. підписано угоду про співробітництво на 1990–1995 рр. із Північно-Західним сільськогосподарським університетом, м. Янь-Лінь (Китай), у межах якої здійснено обмін викладачами з обох сторін. За період підготовки фахівців із вищою освітою для понад 90 зарубіжних країн університет випустив приблизно 4000 осіб, серед яких 412 аспірантів.
Професорсько-викладацький колектив вишу брав активну участь в організації та підготовці кадрів у багатьох зарубіжних закладах аграрної та ветеринарної освіти. Починаючи з 1985 р., на прохання керівництва Республіки Кампучія (нині — Камбоджа), Уряд Радянського Союзу призначив УСГА відповідальною за відновлення усієї системи аграрної освіти в цій країні та куратором створення там першого сільськогосподарського інституту.
Протягом двох років в УСГА функціонувала програма підготовки фахівців Гідромеліоративного інституту Алжиру. 50 студентів цього вишу один рік навчалися в академії і продовжували навчання в Московському гідромеліоративному інституті. В різні роки педагоги вишу працювали у В’єтнамі, Республіці Малі, Республіці Гвінеї, Гвінеї-Бісау, Афганістані, Лівії, Республіці Кубі, Ефіопії, Монголії, Бельгії, Китаї тощо.
У 1993 р. деканат по роботі з іноземними громадянами реформовано в міжнародний відділ, який до 2016 р. очолювала Н. Л. Чеботарьова. На посадах проректорів із міжнародних зв’язків працювали: І. М. Попов (1972–1973), М. Ф. Повхан (1981–1995), П. В. Усатюк (1995–1996), В. П. Каленський (1996–2013), М. Д. Мельничук (2013−2014), В. А. Ткачук (з 2015 р.).
Наприкінці 80-х — початку 90-х рр. відкрилися нові можливості пошуку контактів з установами західноєвропейських країн. Уперше обмін групою студентів та викладачів у кількості 49 осіб було здійснено між УСГА та Кемпенською вищою сільськогосподарською школою в м. Геель (Бельгія).
Проголошення незалежності України сприяло розширенню співпраці академії із закордонними вишами у сфері обміну студентами й викладачами для читання лекцій на Батьківщині і за її межами та участі у міжнародних організаціях і програмах. Під час скрутного економічного стану в Україні вагомий внесок в організацію міжнародних зв’язків, матеріальну підтримку зробили представники української діаспори — громадяни США, Канади та Бельгії, особливо велику підтримку надали сім’ї Олексія Воскобійника і Степана Двояка (США).
На початку 90-х рр. працювали програми обміну імені Саманти Сміт та «Президент президенту», які давали можливість невеликій частині студентів та викладачів пройти відповідний відбір і відвідати США. Першим партнером став Університет штату Пенсильванія, завдяки фінансовій підтримці родини Олексія Воскобійника. У результаті встановлених офіційних контактів у 1992 р. було підписано угоду про співпрацю зазначеного університету й УСГА.
У 1991 р. розпочато співробітництво із ВНЗ США за програмами фінансової допомоги USAID, що дало змогу кращим студентам академії один семестр навчатися в університетах Пурдю (штат Індіана) та штату Айова. У 1991 р. підписано угоду про співпрацю з Університетом штату Айова. У 1992–1995 рр. тривала програма обміну студентами на безвалютній основі для навчання упродовж семестру. Після закінчення семестру українські студенти стажувалися на фермах упродовж 1–2 місяців. У 1992 р. підписано угоду про співробітництво і обмін студентами для навчання з Університетом Пурдю (штат Індіана). Перебування студентів у вишах під час навчання фінансувала сторона, яка приймала. З 1993 р. виконується спільна програма з адаптації навчальних планів і програм та реорганізації адміністративної діяльності (Linkage Project). У межах цієї програми понад 40 викладачів та науковців вишу відвідали Університет штату Айова. Стільки ж викладачів та науковців Університету штату Айова відвідали НАУ.
Важливим партнером для вишу на багато років став один із найвідоміших ВНЗ Європи — Берлінський університет імені Гумбольдта (Німеччина). З ініціативи ректорату університету та за підтримки декана факультету сільського господарства, проф. Ернста Ліндемана у 1995 р. було підписано угоду про співробітництво з цим університетом.
У 1998 р. підписано угоду про співпрацю з Університетом прикладних наук Вайєнштефан-Тріздорф (Німеччина). У межах проекту «ТРАНСФОРМ» за підтримки Уряду ФРН спільно з цим університетом було започатковано програму для практикантів, в якій взяли участь 26 студентів; навчання за магістерською програмою — 12 магістрів; наукові стажування — 9 викладачів; конференції, школи-семінари — 12 представників НАУ. Пізніше співробітництво продовжили в межах програми «TEMPUS/TACIS», яка дала можливість 6 студентам пройти навчання та стажування за спільним проектом. У цей період за зазначеними програмами НАУ відвідали 18 викладачів та 3 студенти університету Вайєнштефан-Тріздорф.
У 2002 р. у НАУ відкрито міжнародний магістерський курс аграрного менеджменту, де щорічно навчаються 15 студентів, які після закінчення отримують ступінь «Master of Business Administration» (MBA). Значний внесок у співпрацю між вишами-партнерами зробив почесний професор НАУ, керівник міжнародних програм університету Вайєнштефан-Тріздорф, проф. Герберт Штрьобель. Співробітництво продовжується досить ефективно і сьогодні в межах програми подвійних дипломів за магістерською програмою MBA.
Слід також відзначити співпрацю з Варшавським університетом наук про життя, Вроцлавським природничим університетом, Поморською академією в Слупську, Краківським аграрним університетом (Польща), Празьким університетом наук про життя (Чехія), університетами прикладних наук м. Ангальдт та м. Хохенхайм (Німеччина), Гентським університетом (Бельгія), Вагенінгенським університетом (Нідерланди), Вищою школою сільського господарства м. Ліль (Франція), Швейцарським університетом наук про життя, Шведським університетом сільськогосподарських наук, Токійським аграрним університетом.
З нагоди святкування 100-річного ювілею НАУ в 1998 р. відбулася Міжнародна наукова конференція «Глобалізація вищої аграрної освіти та науки: стан і перспективи на рубежі XXI століття» за участю понад 400 представників із 30 країн світу. Під час роботи цієї конференції вперше прозвучала думка про створення світового Консорціуму аграрних вишів. Над структурою, метою і завданням консорціуму працювали три університети, які стали засновниками цієї організації: Айовський державний університет (м. Еймс, штат Айова, США); Національний аграрний університет (м. Київ, Україна); Берлінський університет імені Гумбольдта (м. Берлін, Німеччина). Сьогодні консорціум трансформовано в Конфедерацію асоціацій університетів наук про життя, вона об’єднує 14 регіональних асоціацій, серед яких Європейська асоціація університетів наук про життя, Американська асоціація Ленд Гранд університетів, Канадська асоціація коледжів, Африканська асоціація тощо.
Підготовка і ратифікація Угоди про асоційоване членство України в Європейському Союзі відкрила для університету багато нових можливостей розвитку міжнародної діяльності. У зв’язку зі збільшенням програм співробітництва та мобільності студентів і професорсько-викладацького складу в 2012 р. в університеті створено Навчально-науковий центр міжнародної діяльності, який у різні роки очолювали А. В. Бобровицький (2012–2013 рр.), В. А. Ткачук (2013–2015 рр.), О. О. Рябченко (2016–2017 рр.), О. М. Лабенко (2017 р. — до цього часу).
На сучасному етапі міжнародна діяльність НУБіП України реалізується в межах стратегії розвитку «Голосіївська ініціатива — 2020» за такими напрямами: залучення іноземних студентів, розширення угод про співробітництво із закордонними вишами-партнерами та міжнародними організаціями, розвиток програм міжнародної мобільності та спільних програм із можливістю видачі подвійних дипломів, активізація участі в міжнародних грантових програмах тощо.
Свідченням нового рівня та перспектив участі НУБіП України у світовій системі міжнародних освітньо-наукових відносин є активна співпраця з ФАО ООН, НАТО, ICA, Вишеградською асоціацією університетів (VUA), МАГАТЕ, Міжнародною спілкою лісових дослідних організацій (IUFRO) та ін.
НУБіП України співпрацює зі 153 установами з 51 країни в межах відповідних угод. В університеті діють 25 угод міжуніверситетської мобільності за програмою «ERASMUS+».
Виш є співвиконавцем 39 міжнародних проектів та учасником 35 програм навчального, науково-технічного співробітництва в межах таких грантових програм і міжнародних організацій: «TEMPUS», USAID, UNIDO, NATO, «ERASMUS», «HORIZON 2020», Wild land Fire Network GFMC, FAO, JICA та ін.
В університеті створено і активно функціонує Національний консультаційний пункт Європейської програми «HORIZON 2020» із питань біотехнології та якості і безпечності продукції.
148 іноземних громадян здобувають освіту в університеті: 64 — стаціонарне навчання, 39 — заочне, 15 — на підготовчому відділенні, 30 — стажування в межах програм мобільності.
Кожного року приблизно 200 студентів НУБіП України навчаються, стажуються та представляють навчальний заклад і країну на численних міжнародних заходах. Ще понад 800 студентів НУБіП України проходять навчально-виробничу практику на провідних сільськогосподарських підприємствах у 12 країнах світу, зокрема Німеччині, США, Швейцарії, Норвегії. Приблизно 400 науково-педагогічних працівників НУБіП України щорічно виїжджають за кордон до партнерських установ із метою стажування, активізації співпраці, участі в міжнародних заходах тощо.