李庆逵（任职：1978.12—1981）
男，汉族，博士，中国科学院学部委员（院士），九三学社社员，土壤学家。1912年2月出生，浙江宁波人。九三学社第六届中央委员会委员，第七届中央委员会常委。1932年毕业于复旦大学化学系。1944年赴美国留学，就读于伊利诺大学研究生院，1946年获农学硕士学位，1948年获理学博士学位。1953年创立中国科学院土壤研究所，1955年被选聘为中国科学院首批学部委员(院士)。是我国土壤植物营养化学的奠基人之一，长期致力于土壤化学分析、土壤植物营养化学及施肥的研究工作。1978年至1981年期间兼任所长。
杨大治（任职：1979.08—1982）
男，汉族，中共党员，初中文化。1928年1月出生，河北秦皇岛人。1943年参加革命工作，同年加入中国共产党。建国后先后担任湖南省零陵地委组织部组织科长，祁东县委副书记，湖南省委组织部办公室主任，湖南日报社副总编，湖南省委农村工作部副部长，湖南省科委副主任等职务。1979年至1982年任党委书记。
何电源（任职：1983.08—1986年12月）
男，汉族，副博士研究生，中共党员，研究员。1928年10月出生，湖南江永人。1957年至1960年中科院南京土壤所土壤农化专业研究生肄业。长期从事土壤农业化学方面的研究。先后获得湖南省科技进步二、三等奖各1项，中国科学院自然科学二等奖3项、科技进步三等奖1项，作为主要人员获得全国科学大会奖、国家发明一等奖和自然科学二、三等奖各1项。先后获湖南省优秀专业技术工作者、中国科学院优秀研究生导师称号。享受国务院政府特殊津贴。1980年6月至1983年11月任副所长，1983年12月至1986年12月任代所长。
吴晓明（任职：1983.08—1986.12）
男，汉族，1924年5月出生，河北滦县人，初中文化。1943年1月参加革命工作，1943年8月加入中国共产党。建国后先后担任宁河县银行税务局主任局长、宁河县工商管理局副局长、东安县银行行长、湖南省农科院副院长等职务。1978年6月至1983年7月任党委副书记兼副所长，1983年8月至1984年7月任代理党委书记，1984年8月至1986年12月任党委书记。
何添福（任职：1986年12月—1992.05）
男，汉族，大学本科学历，中共党员，研究员，澡类植物专家。1939年10出生，福建平和人。1962年毕业于南京大学生物系。从事淡水藻类方面的科研工作，对我国南方地区水稻田的固氮蓝藻有较深入的研究。1986年至1992年任所长。
陈朝明（任职：1994.05—1997.07）
男，汉族，大学本科学历，中共党员，研究员，仪器分析与农业生物化学专家。1944年12月出生，浙江宁波鄞县人。1968年毕业于复旦大学生物化学与微生物专业。1982年至1983年作为访问学者赴美国。主要从事仪器分析、农业生物化学及农业环境保护研究工作，并取得一些重要研究成果。1990年3月至1991年7月任我所副所长，1991年8月至1994年5月任常务副所长（主持工作），1994年5月至1997年7月任所长。
陈礼御（任职：1995.06—1999.07）
男，汉族，硕士学位，中共党员，高级工程师。1944年6月出生，湖南湘乡人。1967年毕业于中南工业大学矿产地质与勘探专业，1979年至1981年在中国科学院长沙大地构造研究所大地构造与成矿学专业学习，获硕士学位。1986年12月至1995年5月任党委副书记兼副所长、纪委书记，1995年6月至1999年7月任党委书记兼副所长、纪委书记。
李文祥（任职：1995.06——2013.08）
男，汉族，大学本科，中共党员，研究员。1953年7月出生，湖南新宁人。1972年1月参加工作，1978年毕业于中南林业科技大学经济林专业。1995年6月-1999年6月任副所长，1999年7月-2007年11月任党委书记、副所长、纪委书记，2007年11月-2013年8月任党委书记。
王克林（任职：1999.08—2024.01）
男，汉族，中共党员，1963年9月出生，湖北老河口人，研究员，博士生导师，长期从事景观格局变化与生态过程研究。先后获湖南省科技一等奖1项，广西区科技进步奖一等奖、二等奖3项，中国科学院科技促进发展一等奖、二等奖2项。1997年7月-1999年7月任副所长，1999年8月-2001年8月任常务副所长，2001年9月-2012年12月任所长，2013年8月-2024年1月任所党委书记。
吴金水（任职：2013.02—2018.06）
男，1961年6月出生，湖北武穴人，研究员二级，博士生导师。长期从事土壤生态与农业环境方向的研究。发表论文250余篇。先后获湖南省科技进步一、二等奖各1项，湖南省自然科学二等奖1项，中国科学院自然科学二等奖1项。2003年3月-2007年8月任副所长，2013年2月-2015年8月任副所长（主持工作），2015年8月-2018年6月任所长。