Одеський Імператорський Новоросійський університет було засновано у травні 1865 року. Серед чотирьох факультетів, які входили до складу наукового закладу, окремого біологічного не було. Біологічну освіту у Імператорському Новоросійському університеті отримували на природничому відділенні фізико-математичного факультету. До структури цього відділення входили: кафедра ботаніки і кафедра зоології, порівняльної анатомії та фізіології.
Підрозділами кафедри зоології були кабінети: зоологічний, анатомічний, зоотомічний і фізіологічний. До кабінетів кафедр входили колекції натуральних експонатів (вони стали основою сучасних музеїв Одеського національного університету) і лабораторні приміщення, де студенти проводили практичні заняття, експерименти і виконували науково-дослідні роботи, успішний захист яких дозволяв отримати дипломи про закінчення вищого навчального закладу. До складу кафедри ботаніки входили два кабінети: ботаніки і фізіології; з 1895 року на базі цієї кафедри засновано лабораторію мікробіології.
Природниче відділення фізико-математичного факультету розміщувалося у будівлі, де зараз знаходиться Наукова бібліотека Одеського національного університету на вулиці Преображенська, 24, а згодом у будівлі на вулиці Всеволода Змієнка, 2.
В перші роки існування природничого відділення важливу роль в становленні наукової роботи, створенні основи для подальшого розвитку біологічної науки відіграли всесвітньо відомі видатні вчені : І. І. Мечников – зоолог і антрополог, Л. С. Ценковський – ботанік і мікробіолог, І. М. Сеченов – фізіолог та О. О. Ковалевський – ембріолог, порівняльний анатом та гістолог. Багато уваги приділялось вивченню рослинного і тваринного світу регіону і Чорного моря та його лиманів, чому сприяло заснування при університеті таких підрозділів, як зоологічний музей (1865) та ботанічний сад (1867), створення і зберігання колекційних зборів гербарію (1865).
Після Жовтневої революції (1917) Імператорський Новоросійський університет потерпів декілька реорганізацій. У 1920 році на його базі було створено Медичний, Фізико-математичний та Гуманітарно-суспільний інститути. Два останні досить скоро ввійшли до складу Інституту народної освіти (ІНО), а з 1930 року – Інституту професійної освіти (ІПО).
Біологічні дисципліни в цих установах викладали на окремих кафедрах; тільки з 1 вересня 1933 року, після організації Одеського державного університету, до складу якого входив власне біологічний факультет, їх викладання піднялося на відповідний освітній рівень. До першого складу біологічного факультету увійшли кафедри: зоології на чолі з завідувачем професором Д. К. Третьяковим (він же був першим деканом біологічного факультету), гідробіології (завідувач – професор Н. А. Загоровський), фізіології (завідувач – професор О. І. Синельніков), фізіології та анатомії рослин (завідувач – професор Ф. М. Породко), систематики та морфології рослин (завідувач – професор Г. І. Потапенко), генетики і дарвінізму (завідувач – професор Г. А. Машталлер), мікробіології (завідувач – професор Л. І. Рубенчик), а також зоологічний, зоотомічний і анатомічний музеї і ботанічний сад. В подальший розвиток наукових досліджень, процесів навчання студентства та методики викладання біологічних дисциплін зробили великий внесок багато відданих своїй справі вчених і педагогів, серед яких академік В. В. Заленський, професори Я. М. Лебединський, П. М. Бучинський, Б. Ф. Вериго, В. М. Репяхов, В. В. Половцов, Б. Б. Гриневецький, Є. І. Синельников, Л. І. Рубенчик, академіки Академії наук Української РСР Д. К. Третьяков, В. І. Липський та ін.
Після початку Великої Вітчизняної війни (1941) значна частина студентів і викладачів пішли добровольцями на захист своєї Батьківщини. Багато хто героїчно загинули, серед них декан факультету, доцент Г. І. Конопльов, завідувач кафедри гідробіології доцент О. К. Макаров, заступник декана доцент З. І. Дитчук.
У липні 1941 року біологічний факультет у складі університету був евакуйований у місто Майкоп Адигейської автономної області. В період перебування у Майкопі відбулося два випуски студентів. З кінця 1942 року університет евакуювали у місто Байрам-Алі Туркменської РСР. Тут проводилися заняття і польові практики студентів до повернення університету в звільнену в квітні 1944 року Одесу.
В окупованій Одесі румунськими властями в приміщеннях колишнього університету у 1941 році був відкритий Одеський університет, заняття в якому проводили співробітники університету, які не встигли евакуюватися, для таких же студентів, які вчилися в університеті до війни, і яким влада Трансністрії запропонувала продовжити навчання. У березні 1944 року відбувся останній випуск цієї навчальної установи з видачею дипломів про закінчення університету. Після звільнення Одеси радянськими військами ці студенти закінчували навчання в Одеському державному університеті, що повернувся з евакуації і розпочав роботу з 1 вересня 1944 року. Таким чином, вони отримали нові дипломи вже радянського зразка.
В результаті військових дій в Одесі було зруйновано багато будинків, в тому числі і деякі корпуси університету. Після повернення в Одесу у 1944 році біологічний факультет 10 років займав колишні приміщення, а в 1955 році його разом з зоологічним музеєм перевели на територію, відведену для університетського містечка, в будинок, побудований після війни, за адресою: Шампанський провулок, 2., де він знаходиться понині.
Серед видатних викладачів тих часів слід згадати ректорів: професорів: член-кореспондента Академії наук Української РСР М. П. Савчука, П. Л. Іванченко, С. І. Лебедева, дійсного члена Української сільськогосподарської академії; деканів факультету: професорів Ф. М. Породко, А. І. Воробйова, І. І. Погребняка, В. Г. Ткаченко, В. С. Чепурнова, Ф. С. Замбриборща, В. Д. Тараненко, доцента В Т. Коваля; завідувачів кафедр факультету: професорів О. Р. Пренделя, С. А. Нікітіна, член-кор. Академії наук Казахської РСР Д. Л. Шаміса, заслуженого діяча науки Української РСР І. І. Пузанова, К. О. Віноградова, Р. Й. Файтельберга, Ю. К. Медведева, В. В. Сукнева, С. М. Мінервіна, член-кореспондента Академії наук Української РСР В. П. Тульчинську, Г. А. Боровікова, М. О. Гуслякова, лауреата премії ім. академіка Палладіна А. Я. Розанова та інших.
Період 90-х років минулого століття був складним для університету. Труднощі, в яких опинилася молода незалежна країна, відбилися й на житті та функціонуванні факультету. Незважаючи на це, доктору біологічних наук, професору В. Д. Тараненко, який був деканом біологічного факультету у 1986-1999 роках, вдалося зберегти науково-педагогічний колектив та надбання попередніх поколінь науковців та викладачів.
У 2000-2006 роках факультет очолював доктор біологічних наук, професор В. М. Тоцький. За цей час відбулось підвищення активності науково-дослідної роботи на кафедрах, були прийняті ефективні заходи щодо підвищення кількості студентів на факультеті, як державного замовлення, так і студентів-контрактників.
З 2006 року деканом факультету є кандидат біологічних наук, доцент В. В. Заморов. На сучасному етапі у складі біологічного факультету функціонують вісім кафедр: біохімії; ботаніки; генетики та молекулярної біології; гідробіології та загальної екології; зоології; мікробіології, вірусології та біотехнології; фізіології людини та тварин; основ медичних знань та безпеки життєдіяльності. До складу факультету також входять гідробіологічна станція, база-стоянки маломірних суден, віварій, навчальна лабораторія фізико-хімічних досліджень в біології, навчальна лабораторія інформаційних технологій і технічних засобів навчання, навчальна ізотопна лабораторія, навчальна лабораторія експериментальної ботаніки, зоологічний музей, які є навчальними, експериментальними базами і допоміжними підрозділами.
Наукова діяльність на факультеті ведеться викладачами та аспірантами кафедр. Традиційними є комплексні дослідження біологічної різноманітності південного заходу України та інші екологічні дослідження. Разом з співробітниками кафедр факультету в проведенні наукових досліджень активну участь приймають зоологічний музей (завідувач – доктор біологічних наук В. О. Лобкoв), ботанічний сад (директор – доктор біологічних наук О. М. Слюсаренко) і гідробіологічна станція (завідувач – кандидат біологічних наук О. О. Ковтун). На факультеті зберігається колекція морських та практично-корисних для екологічної біотехнології штамів мікроорганізмів та гербарій, які мають паспорти об’єктів, що становлять Національне надбання України. Діють договори про співдружність з Інститутом мікробіології та вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України, Селекційно-генетичним інститутом – Національним центром насіннєзнавства і сортовивчення НААН України, Українським науково-дослідним інститутом реабілітації і курортології МОЗ України, Науково-дослідним інститутом екологічної медицини, Басейновою санітарно-епідеміологічною станцією водного транспорту України, Одеським центром Південного науково-дослідного інституту морського рибного господарства та океанографії Міністерства аграрної політики та продовольства України, Інститутом морської біології НАН України. Створено філії кафедр в науково-інженерному центрі «Водообробка» Фізико-хімічному інституту НАН України та в централізованій імуно-вірусологічній лабораторії з діагностики СНІДу Одеської обласної санітарно-епідеміологічної станції, а також у Національному науковому центрі «Інститут виноградарства і виноробства ім. В. Є. Таїрова» НААН України.
На біологічному факультеті з 2008 року відкрито Спеціалізовану вчену раду по захисту докторських дисертацій № Д.41.051.06 за спеціальностями: 03.00.04 – Біохімія; 03.00.16 – Екологія; 03.00.20 – Біотехнологія. З 2015 року функціонує Спеціалізована вчена рада К.41.051.06 із захисту кандидатських дисертацій за спеціальностями 03.00.04 – Біохімія, 03.00.20 – Біотехнологія.
На факультеті видаються такі наукові видання:
Журнал «Вісник Одеського національного університету. Біологія», який входить до Переліку фахових видань України і і є реферованим та індексованим у таких базах України і Світу: Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського, «Україніка наукова», Інституційний депозитарій Одеського національного університету імені І. І. Мечникова, Ulrich's Periodicals Directory (США), Index Copernicus (Польша), а також засобами Google Академія, WorldCat, ResearchBib. (
http://visbio.onu.edu.ua/)
Журнал «Мікробіологія і біотехнологія», який індексується у міжнародній наукометричній базі Index Copernicus (Польша) та індексується GoogleАкадемія. (
http://mbt.onu.edu.ua)
У 2003 році створено Мечниківське наукове товариство студентів, аспірантів та молодих вчених біологічного факультету, діяльність якої згодом охватила весь університет. Засновниками цього товариства були студенти (нині доценти) біологічного факультету Ю. С. Назарчук та В. В. Немерцалов. Товариство біологічного факультету видає збірник наукових праць, з яким можна ознайомитися на сайті Наукової бібліотеки університету.
Студенти факультету беруть активну участь у різних етапах Всеукраїнської студентської олімпіади, а також успішно виступають на Всеукраїнському конкурсу студентських наукових робіт з біології. За останні роки вісім студентів факультету були стипендіатами Президента України, три студенти – стипендіатами Верховної ради України, три студенти – стипендіатами Кабінету Міністрів. Іменними стипендіями не раз були відмічені також аспіранти та молоді вчені факультету. Діяльність молодих вчених відмічена преміями Верховної Ради України та НАН України для молодих вчених вищих навчальних закладів.
Студенти біологічного факультету приймають активну участь у культурному та спортивному житті факультету і університету. Команди та колективи біологічного факультету є неодноразовими переможцями та призерами університетських змагань та конкурсів. Студенти факультету у складі збірних університету здобували перемоги на міських, обласних і всеукраїнських змаганнях між вищими навчальними закладами.
Кафедри біологічного факультету регулярно проводять різнопланові наукові заходи, присвячені широкому колу проблем різної тематики.
За останні десятиріччя були проведені такі заходи:
З’їзди наукових товариств:
- Х з’їзд Товариства мікробіологів України (2004);
- ХІІ з`їзд Українського ботанічного товариства (2006);
- ХVІІІ з’їзд Українського фізіологічного товариства (2010);
- Х Український біохімічний з’їзд (2010).
Наукові конференції:
- Міжнародна конференція по куликам (1992);
- Одеські обласні наукові конференції з морфології, фізіології, патології та клініці травлення (1993, 1997);
- Міжнародні наукові конференції «Читання пам’яті професора О. О. Браунера» (1997, 2000, 2003, 2007, 2013);
- Міжнародна наукова конференція «Розвиток зоологічних досліджень в Одеському університеті. Академік Д. К. Третьяков і його наукова школа» (1999);
- Міжнародна конференція «Екологія і біогеохімічна діяльність мікроорганізмів» (2001);
- Міжнародні наукові конференції Азово-Чорноморського Орнітологічного Союзу (2000, 2002, 2007);
- Міжнародна конференція до 100-річчя з дня народження академіка Р. О. Файтельберга з проблем травлення і всмоктування (2003);
- VI Міжнародна конференція по бакланам (2003);
- Конференція молодих вчених-ботаніків України «Актуальні питання ботаніки й екології» з участю молодих вчених з інших країн (2003);
- Міжнародна конференція «Популяційний статус і управління популяційними міграціями птахів Центральної та Східної Європи» (2003);
- Міжнародні конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Біорізноманіття. Екологія. Еволюція. Адаптація» (2003, 2005, 2007, 2009, 2011, 2013);
- VIII конференція спеціалістів по гускам міжнародної організації Wetlands International (2004);
- Міжнародна конференція «Сучасні досягнення зоологічної науки (присвячена 120 річчю І. І. Пузанова і 140-річчю кафедри зоології ОНУ)» (2005);
- Міжнародна конференція «Мікробні біотехнології» (2006);
- Міжнародна наукова конференція молодих вчених та студентів «Сучасні проблеми мікробіології та біотехнології» (2007);
- Українсько-польська конференція "Сучасні проблеми мікробіології" (2009);
- ІІ міжнародна конференція «Дрозофіла в експериментальній генетиці та біології» (2010);
- IV міжнародна іхтіологічна науково-практична конференція «Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології» (2011);
- II-ая Международная научно-практическая конференция “Современные ресурсосберегающие технологии. проблемы и перспективы” (Одеса, 2012);
- Міжнародна конференція для молодих вчених “Actual problems of microbiology and biotechnology” (2015 р.);
- XI Міжнародна наукова конференція «Фактори експериментальної еволюції організмів», 2016.
- Наукові наради:
- Наради Азово-Чорноморської орнітологічної робочої групи (1994, 1997, 2000, 2002, 2004);
- Міжнародна нарада з водно-болотних угідь та їх ролі у охороні птахів (2000).
Симпозіуми:
Міжнародний симпозіум «Управління та охорона узбережжя північно-західного Причорномор’я» (1996).
Семінари:
- Міжнародний семінар з біомедичної метаболоміки, діагностики та лікування туберкульозу в рамках проекту РП7 (2013);
- Міжнародні школи-семінари «Утримання риб та морських ссавців в штучних умовах» (2012, 2013);
- З 2006 року щорічно проводиться літня школа «Молекулярна мікробіологія і біотехнологія».