Pirmo grāmatu par Livonijas dabu – “Par Livonijas dabas vēsturi” (Versuch einer Naturgeschichte von Livland, 1778) sarakstīja vācbaltiešu dabas pētnieks Jakobs Benjamins Fišers (Jakob Benjamin Fischer). 19. gs. un 20. gs. sākumā bioloģijas pētījumos dominējošo aprakstošo virzienu veicināja Rīgas Dabaspētnieku biedrības (Naturforscher – Verein zu Riga, 1845–1940) darbība, ar kuru saistāmi Latvijas Dabas muzeja pirmsākumi. 20. gs. sākumā attīstījās floras pētījumi (Kārlis Reinholds Kupfers, Carl Reinhold Kupffer). Būtisks pavērsiens bija Latvijas Universitātes (LU, 1919) dibināšana, kas nodrošināja mācības deviņās fakultātēs, t. sk. Matemātikas un dabaszinātņu fakultātē (no 1951. gada – Bioloģijas fakultāte). Tika izveidotas laboratorijas, muzeji un institūti – Botānikas laboratorija (1919; Pauls Galenieks), Mikrobioloģijas laboratorija (1919; Augusts Kirhenšteins), Botānikas muzejs (1919), Zooloģijas muzejs (1920; Embriks Strands), Salīdzināmās anatomijas un eksperimentālās zooloģijas institūts (1920; Naums Lebedinskis), Botāniskais dārzs (1922; Nikolajs Malta), Sistemātiskās Zooloģijas institūts un Hidrobioloģiskā stacija (1924; Gvido Šneiders, N. Lebedinskis, E. Strands), Augu morfoloģijas un sistemātikas institūts (1927; N. Malta), Augu fizioloģijas un anatomijas institūts (1927, Oktavs Trebū, N. Malta, Kārlis Ābele, Marija Tauja). 1951. gadā nodibināts Latvijas Padomju Sociālistiskās Republikas (LPSR) Zinātņu akadēmijas (ZA) Bioloģijas institūts (BI). Bioķīmijas un molekulārās bioloģijas pētījumu sākums saistāms ar LU Ķīmijas katedru (1958), uz kuras bāzes LU Bioloģijas fakultātē 20. gs. 60. gadu sākumā izveidoja Bioķīmijas katedru. 20. gs. 60. gados kā patstāvīga bioloģijas apakšnozare sāka attīstīties ekoloģija (Latvijas Valsts Universitāte, LVU; Imants Liepa). Pēc Latvijas neatkarības atjaunošanas 20. gs. 90. gados LPSR ZA institūti – Molekulārās bioloģijas institūts (1991) un BI – tika integrēti LU. 1993. gadā dibināts Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs (BMC; Elmārs Grēns, Pauls Pumpēns). Apvienojot Daugavpils Universitātes (DU) Fizikas un matemātikas fakultāti un Bioloģijas un ķīmijas fakultāti, izveidota DU Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte (1996), kurā atvērtas bioloģijas bakalaura, maģistra un doktora studijas. DU izveidots G. Liberta Inovatīvās mikroskopijas centrs (2004), Ekoloģijas institūts (2004) un Sistemātiskās bioloģijas institūts (2005). Tiem apvienojoties ar DU Matemātisko pētījumu centru, 2014. gadā izveidots DU Dzīvības zinātņu un tehnoloģiju institūts. Būtisks pavērsiens ir LU Dabas mājas uzbūvēšana (2015), ar ko aizsākusies LU studentu pilsētiņas izveide Rīgā, Torņakalnā.

Nozīmīgākie attīstības virzieni ir augu, dzīvnieku un mikroorganismu bioloģiskās daudzveidības saglabāšana in situ un ex situ, jaunu šķirņu selekcija (LU, DU); cilvēka ģenētikas un slimību patoģenēzes mehānismu pētījumi, vēža izpēte, cilmes šūnu pētījumi, molekulārās ģenētikas pētījumi (BMC, LU, Rīgas Stradiņa universitāte, RSU); biotehnoloģiju pielietojums jaunu terapijas metožu, funkcionāla uztura un higiēnas līdzekļu izstrādē, biodrošības un bioētikas aspekti biotehnoloģijā (LU, RSU); jauni zemas oglekļa emisijas bioprocesi enerģijai, atjaunojamo izejvielu konversijai un bioremediācijai (LU, Rīgas Tehniskā universitāte, RTU). Starptautiski nozīmīgi sasniegumi veikti molekulārajā bioloģijā, augu selekcijā, cilvēka un augu ģenētikā. Sadarbībā ar Nīderlandes, Francijas un Spānijas pētniekiem noskaidrota vienpavediena RNS bakteriofāgu trīsdimensionālā struktūra (2016; Kaspars Tārs ar grupu; BMC). Izstrādāti jauni katalītiski procesi biomasas konversijai degvielās (2015; Valdis Kampars ar kolēģiem; RTU); paņēmieni augļu koku un krūmu atveseļošanai no vīrusslimībām in vitro kultūrās (2014; Inga Moročko-Bičevska ar grupu; Latvijas Valsts augļkopības institūts, Pūres Dārzkopības pētījumu centrs); dabīgas izcelsmes aktīvās vielas ādas pretnovecošanas kosmētikai (2013; Indriķis Muižnieks ar kolēģiem; LU); onkoloģijā un virusoloģijā pielietojami dabiskus glikopeptīdus saturoši uztura bagātinātāji (2013; Jevgenijs Jermolajevs ar grupu; RSU Augusta Kirhenšteina Mikrobioloģijas un virusoloģijas institūts). Atklāts šūnas mehānisms, kas nosaka ļaundabīgo audzēju spēju atjaunoties pēc pretvēža terapijas (2008; Jekaterina Ērenpreisa; BMC), un izzināti ļaundabīgo audzēju šūnu bioloģijas molekulārie pamati (2013; J. Ērenpreisa (Latvijas Republikas Ministru kabineta balva 2013); BMC). Izstrādāti jauni optiskie paņēmieni ādas un asinsvadu saslimstību diagnostikai (2008; Jānis Spīgulis; LU). Selekcionētas vasaras graudaugu šķirnes – kvieši ’Robijs’ (2012; Vija Strazdiņa un Īzaks Rašals ar kolēģiem; Valsts Stendes Graudaugu selekcijas institūts, LU Bioloģijas institūts, BI) un mieži ‘Austris’ (2009; Sofija Kaļiņina un Ī. Rašals ar kolēģiem; LU BI, Valsts Stendes Graudaugu selekcijas institūts), kas īpaši piemērotas audzēšanai Baltijas reģionā. Izveidota Latvijas dendrofloras datu bāze un sastādīts “Latvijas kokaugu atlants” (2010; Māris Laiviņš ar grupu; LU BI). Klonēti augu vīrusu genomi un parādīti to tālākie pielietojumi biotehnoloģijā (2006; Andris Zeltiņš; BMC). Zinātniski apkopota rododendru introdukcija un vēsture Latvijā, kā arī Latvijā selekcionēto brīvdabas rododendru šķirņu apraksti (2005; Rihards Kondratovičs; LU). Latvija iesaistījusies starptautiskajā ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu globālajā sistēmā (2004; Viesturs Melecis; LU BI).

Vadošā pētniecības iestāde valstī ir LU; pētījumi attīstās visās bioloģijas zinātnes galvenajās apakšnozarēs. Ievērojamākie pētnieki – Indriķis Muižnieks (baktēriju molekulārā ģenētika; ūdeņraža sintēzes bioprocesi; reģeneratīvā medicīna), Juris Imants Aivars (artēriju un mikrocirkulācijas asinsvadu hemodinamika), Ģederts Ieviņš (augu adaptāciju fizioloģija; savvaļas augu ekofizioloģija), Nils Rostoks (augu ģenētika; molekulārie marķieri; augu slimību izturība), Guntis Brūmelis (meža ekoloģija), Jānis Priednieks (putnu ekoloģija; agroekosistēmas; meža biotopi), Indriķis Krams (putnu un kukaiņu ekoloģija). LU BI veic pētījumus par Latvijas dabas resursiem, to racionālu izmantošanu, vides un ekoloģijas problēmām, dabas aizsardzību, kā arī augu un dzīvnieku dzīvības norisēm un bioloģisko produktivitāti. Pētnieki: Ī. Rašals (augu ģenētiskā daudzveidība; augu selekcija), Tatjana Sjakste (genomika; molekulārie marķieri), Anita Osvalde (augu minerālās barošanās diagnostika, augu atbildes reakcijas, aizsargmehānismi, vides stress), V. Melecis (bioloģiskā daudzveidība; ilgtermiņa ekoloģiskie pētījumi), Jānis Vīksne (putnu populāciju ekoloģija). LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūts veic pētījumus biotehnoloģijā izmantojamo mikroorganismu metaboliskajā inženierijā un kultivēšanas fizioloģijā, vides mikrobioloģijā un biotehnoloģijā, pārtikas biotehnoloģijā, mikroorganismu metabolismā, fizioloģijā un citoloģijā stresa apstākļos, atjaunojamo izejvielu un lauksaimniecības ražošanas blakusproduktu biokonversijā. Pētnieki: Uldis Kalnenieks (baktēriju bioenerģētika; sistēmbioloģija; biodegvielas producentu metaboliskā inženierija), Olga Mutere (vides mikrobioloģija; augsnes mikroorganismi; biodegradācija; notekūdeņu attīrīšana; kompostēšana), Aleksandrs Rapoports (citoloģija; raugu stresa fizioloģija; anhidrobioze; raugs kā modeļorganisms; biopesticīdi). LU Botāniskais dārzs uztur dzīvo augu kolekcijas ex situ, izmantojot tās zinātniskiem pētījumiem, saglabāšanai, demonstrēšanai un izglītībai. Pētnieki: R. Kondratovičs (rododendru introdukcija un selekcija; LZA lielā medaļa 2006), Signe Tomsone (augu mikroklonālā pavairošana). BMC ir valsts vadošā pētniecības iestāde molekulārajā bioloģijā, biomedicīnā un biotehnoloģijā. Galvenās pētniecības aktivitātes ir proteīnu inženierija un strukturālie pētījumi, cilvēka genoma izpēte, vēža izpēte, cilmes šūnu pētījumi – jaunu hepatīta B vīrusa infekcijas modeļu un pirmā tipa diabēta ārstēšanas līdzekļu izstrāde. Pētnieki: Aija Linē un J. Ērenpreisa (vēža izpēte), Kaspars Tārs (struktūrbioloģija; vīrusveidīgo daļiņu izpēte), Jānis Kloviņš (cilvēka genoma izpēte). DU Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte un DU Dzīvības zinātņu un tehnoloģiju institūts veic starpdisciplinārus dabaszinātņu pētījumus. Pētnieki: Arvīds Barševskis (koleopteroloģija), Artūrs Škute (hidroekoloģija). RSU Augusta Kirhenšteina Mikrobioloģijas un virusoloģijas institūts veic zinātnisko darbību mikrobioloģijas, virusoloģijas un biotehnoloģijas nozarē. Pētnieki: Modra Murovska un Vaira Saulīte (virusoloģija), Šimons Svirskis (infekcijas slimību modelēšana), Mihails Bariševs (vēža izpēte). Pārtikas drošības, dzīvnieku veselības un vides zinātniskais institūts “BIOR” attīsta pielietojamus un fundamentālus pētījumus pārtikas, veterinārmedicīnas, vides, zivsaimniecības un bioloģijas nozarēs. Pētnieki: Didzis Ustups (jūras ihtiofauna), Jānis Birzaks (iekšējo ūdeņu ihtiofauna). Nacionālais Botāniskais dārzs veic pētījumus dendroloģijā, botānikā, augu fizioloģijā, augu biotehnoloģijā, apstādījumu ekoloģijā, augu selekcijā un introdukcijā, kā arī veido un uztur dzīvo augu kolekcijas un ekspozīcijas. Pētnieki: Gunta Jakobsone (augu ekofizioloģija; Latvijas reto un aizsargājamo augu sugu kolekcijas izveide un uzturēšana), Andrejs Svilāns (dendroloģija; kokaugu un Latvijas savvaļas floras kolekciju veidošana un uzturēšana). Latvijas Hidroekoloģijas institūts pēta ar Baltijas jūras vidi un ekoloģiju saistītas fundamentālas un praktiskas problēmas; atbild par jūras vides monitoringu. Pētniece: Anda Ikauniece (Latvijas ekonomiskās zonas atklāto un piekrastes ūdeņu monitorings).

Profesionālās organizācijas: Latvijas Vides aizsardzības fonds, Latvijas Dabas fonds, Latvijas Botāniķu biedrība, Latvijas Mikrobiologu biedrība, Latvijas Bioķīmiķu biedrība, Latvijas Ģenētiķu un selekcionāru biedrība, Latvijas Ornitoloģijas biedrība, Latvijas Dendrologu biedrība, Latvijas Dendroekologu biedrība, Latvijas Šūnu bioloģijas biedrība, Latvijas Malakologu biedrība, Latvijas Mikologu biedrība, Latvijas Entomoloģijas biedrība, Latvijas Cilvēka Ģenētikas asociācija, Pasaules Dabas fonda (World Wide Fund for Nature, WWF) Latvijas nodaļa, Latvijas Terioloģijas biedrība, Latvijas Pūču izpētes biedrība.

Periodiskie izdevumi: Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B: Natural, Exact and Applied Sciences (kopš 1961. gada; 1961.–1990. gadā ar nosaukumu LPSR ZA Vēstis, izdevējs De Gruyter) – publicē oriģinālu teorētisko vai eksperimentālo pētījumu rezultātus bioloģijā, medicīnā, vides zinātnēs, ģeogrāfijā, ģeoloģijā, mežzinātnē, lauksaimniecībā, matemātikā, kā arī apskata rakstus, ziņojumus un informāciju par notikumiem zinātnes dzīvē; indeksēts svarīgākajās starptautiski zinātniskās citējamības datu bāzēs. Environmental and Experimental Biology (kopš 2003. gada; 2003.–2010. gadā ar nosaukumu Acta Universitatis Latviensis, izdevējs LU) – starptautisks anonīmi recenzēts žurnāls; publicē eksperimentālus zinātniskos rakstus, īsus ziņojumus un apskata rakstus visos bioloģijas pētījumu virzienos. Latvijas Entomologs (kopš 1960. gada, izdevējs Latvijas Entomoloģijas biedrība) – publicē pētījumus kukaiņu faunistikā un ekoloģijā, popularizē entomoloģijas zināšanas. Acta Biologica Universitatis Daugavpiliensis (kopš 2001. gada, izdevējs DU) – starptautisks anonīmi recenzēts žurnāls, publicē oriģinālus rakstus un apskatus dažādās bioloģijas jomās; indeksēts svarīgākajās starptautiski zinātniskās citējamības datu bāzēs. Latvijas Veģetācija (kopš 1998. gada; 1998.–2015. gadā izdod LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte, no 2015. gada – Latvijas Valsts mežzinātnes institūts “Silava”) – publicē fitosocioloģijas, ekoloģijas, horoloģijas, ģenētikas, Latvijas veģetācijas un floras pētījumus, atsevišķu sugu un ģinšu analīzi. Baltic Journal of Coleopterology (kopš 2001. gada; 2001.–2004. gadā izdod Baltijas Koleopteroloģijas institūts, no 2004. gada – Baltijas Koleopteroloģiskā biedrība) – starptautisks anonīmi recenzēts žurnāls par vaboļu faunistiku, taksonomiju, bioģeogrāfiju un ekoloģiju; indeksēts svarīgākajās starptautiski zinātniskās citējamības datu bāzēs. Latvijas vaskulāro augu flora (kopš 1999. gada; LU BI) – sērijveida monogrāfija, kas iekļauj vaskulāro augu taksonu sistemātiskās struktūras, ģeogrāfiskās izplatības un ekoloģijas izpēti, zinātniskās nomenklatūras izveidi; taksonu izpēte balstās uz herbārija materiālu, kas ievākts kopš 20. gs. 50. gadiem.