Днем создания института официально считается 6 мая 1980 года, когда на основании постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 520 от 19.06.1979 г., постановления Государственного комитета СССР по науке и технике № 163 от 24.04.1980 г. и приказа министра сельского хозяйства №128 от 06.05.1980 г. в Тамбове был организован Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ВИИТиН).

Институт был создан на базе Тамбовского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ). На ВИИТиН было возложено методическое руководство научно-исследовательскими работами в стране по использованию машин, оборудования и нефтепродуктов в колхозах, совхозах и межхозяйственных предприятиях. Подчинялся институт Главному управлению механизации и электрификации Министерства сельского хозяйства СССР.

В 1992 г. институт был передан в ведение Россельхозакадемии и в 2009 г. был переименован в Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии).

В 2013 г. институт был передан в ведение Федерального агентства научных организаций (ФАНО России) и стал называться Федеральным государственным бюджетным учреждением Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ФГБНУ ВНИИТиН).

В декабре 2009 г. к институту был присоединен Тамбовский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института животноводства (ВНИИЖ). Лаборатории технологии производства молока и говядины и технологии производства свинины стали научными подразделениями ВНИИТиН.