Свою історію факультет розпочав із 16 жовтня 1919 р. як природничо-географічний (з відділами біології і географії) разом з відкриттям у Житомирі вищого педагогічного навчального закладу. Згодом, у 1929 р. цей навчальний заклад було реорганізовано в Інститут соціального виховання, а природничо-географічний факультет увійшов до його складу як окремий відділ, що готував біологів і географів для 7-річної школи. З набуттям у 1934 р. цим навчальним закладом статусу учительського інституту тут знову було відкрито природничий факультет з відділами біології, хімії, географії. У різні роки тут працювали відомі фахівці природничих наук, знані не лише в Україні, а й за її межами — дослідник природи Полісся, метеоролог М. П. Кудрицький, географ, краєзнавець П. Г. Постоєв, біолог, фізіолог П. Д. Харченко, хімік І. Ф. Матківський, геолог Л. С. Тишкевич, зоолог Є. Є. Бруггер. Проте у 1938 р. Житомирський вчительський інститут перейшов на 4-річний термін навчання, його було перейменовано у педагогічний, а природничий факультет ліквідовано.

Непроста історія природничого факультету тісно пов’язана з м. Бердичів. Так, у 1930 р. Постановою Ради Народних Комісарів України тут було створено Інститут соціального виховання, до складу якого увійшли фізико-математичний, історичний, мовно-літературний та агробіологічний факультети, що містили денне і заочне відділення. Згодом (1933–1934 рр.) цей навчальний заклад було реорганізовано в педагогічний інститут м. Бердичева з 4-річним терміном навчання. Проте невдовзі (1934–1935 рр.) історичний і мовно-літературний факультети було переведено до Вінницького і Кам’янець-Подільського педагогічних інститутів; у 1936 р. відкрито Бердичівський учительський інститут з 2-річним терміном навчання та двома факультетами — фізико-математичним і природничим, що працювали до 1941 р. Після німецько-фашистської окупації учительський інститут в м. Бердичеві відновив свою роботу у складі тих же факультетів. Проте у 1956–1957 рр. природничий факультет було переведено до Одеського університету (замість нього було відкрито факультет підготовки вчителів молодших класів). Продовжив свою історію природничий факультет з 1962 р. у складі Бердичівського педагогічного інституту. Спочатку він мав три предметні комісії, із яких у 1965 році створено було кафедри ботаніки, зоології та хімії. Обов’язки деканів виконували доценти Іван Артемович Пащенко, Іван Павлович Охріменко, Андрій Опанасович Данилюк, Леонід Миколайович Куркчі.

У 1971 році, у зв’язку із укрупненням інститутів, педагогічний факультет Бердичівського педагогічного інституту переводять до Умані, а природничий — до Житомирського державного педагогічного інституту імені Івана Франка. В кінці серпня 1971 року до Житомира переїхало 250 студентів (серед яких Андрій Вискушенко і Володимир Гирин) та частина професорсько-викладацького складу на чолі з деканом Куркчі Леонідом Миколайовичем. Серед викладачів до м. Житомира переїхали: працівники кафедри хімії — Трускавецький Євген Степанович (завідувач кафедри хімії), Онищенко Юрій Климович, Онищенко Тамара Олексіївна, Перевознюк Федір Трохимович; викладачі кафедри зоології — Пастух Надія Разумніковна (завідувачка кафедри зоології), Копеїн Кен Іванович, Горощенко Володимир Євтухович, Куркчі Леонід Миколайович; кафедри ботаніки — Кулакова Наталія Василівна (завідувачка кафедри ботаніки), Дудник Галина Федорівна, Кулаков Євгеній Валентинович (завідувач агробіостанції), Богініч Володимир Порфирович, Охріменко Антон Михайлович.

Починаючи з 1971 року природничий факультет розташувався у будинку по вулиці Пушкінській, 42 — приміщенні з дуже багатою історією (колишній Житомирський єврейський вчительський інститут, згодом — Житомирська прогімназія, Друга чоловіча гімназія, Житомирська об’єднана трудова школа, Третя Хімічна професійно-технічна школа керамічного напрямку, Волинський індустріальний політехнікум, Житомирський індустріальний технікум механічної обробки деревини, Житомирський керамічний технікум, Житомирський гірничий технікум, філія Промислової академії, військовий шпиталь, Житомирський загальнотехнічний факультет Київського ордену Леніна політехнічного інституту, факультет іноземних Житомирського державного педагогічного інституту імені Івана Франка). Але, нажаль, будівля виявилася не пристосованою для учбового процесу. Першочерговими завданнями стало перепланування приміщень, налагодження електричної, водопровідної та газової мереж, вентиляції, лабораторій та навчальних аудиторій. Завдяки ентузіазму, господарському хисту, умінню «все дістати», організаторському таланту декана факультету Леоніда Миколайовича Куркчі було організовано будівельні загони із викладачів і студентів. Усі роботи по ремонту і переобладнанню приміщення під природничий факультет велися самотужки. На кошти, виділені державою, було здійснено закупівлю різноманітного обладнання, меблів для лабораторій, розширено матеріально-технічну базу факультету та його кафедр. За короткий час силами студентів та викладачів було обладнано лабораторії та лекційні аудиторії. 6 жовтня 1971 року розпочався навчальний процес на природничому факультеті у м. Житомирі на вул. Пушкінській, 42.

Із зміцненням матеріальної бази та розширенням викладацького складу факультету з 1972 р. збільшився обсяг студентів, котрі вступали на перший курс (з 50 до 75 осіб), було відкрито заочний відділ (у 1987 р.). Слід зазначити, що після переїзду до Житомира природничий факультет очолив Леонід Миколайович Куркчі. Він працював на посаді декана понад чверть століття з 1971 по 2000 рр. (за винятком 1974–1977 рр., коли виконував обов’язки проректора, а деканом факультету був Євген Степанович Трускавецький). За роки його педагогічної, адміністративної, господарської діяльності було здійснено капітальний ремонт приміщень природничого факультету, засновано агробіостанцію на х. Затишшя та Музей Природи університету. Неоціненна роль Куркчі Л. М. та інших викладачів факультету (особливо Корбута Гаррія Олександровича, Копеїна Кена Івановича, Дудник Галини Федорівни, Міхєєвої Галини Миколаївни, Стасюк Людмили Олександрівни, Гирина Володимира Кузьмовича, Гумінського Олега Валентиновича, Михайловського Леонура Васильовича) в організації навчальних польових практик. Вони проходили не лише в Житомирському регіоні, але і в Карпатах, Прибалтиці, на Кавказі, у Криму. Завдяки цьому студенти мали можливість особисто ознайомитися з багатством флори і фауни різних природно-географічних зон, вдосконалювати свої практичні навички проведення польових біологічних досліджень, розширювати власний світогляд, вивчаючи не лише зоологію, ботаніку, геологію, але й історію і культуру своєї країни.

У період з 2001 по 2014 рік природничий факультет очолював його випускник, доцент Андрій Петрович Вискушенко (який до того тривалий час був деканом факультету вчителів початкових класів). З 2014 по 2019 рік деканом факультету був доцент Дмитро Андрійович Вискушенко, а з 2019 року по теперішній час — доцент кафедри зоології, біологічного моніторингу та охорони природи ЖДУ імені Івана Франка Руслана Костянтинівна Романюк. На посаді заступників декана природничого факультету в різні роки працювали Галина Євгеніївна Киричук (1998–1999 рр.), Володимир Кузьмович Гирин (1999–2015 рр.), Лариса Миколаївна Янович (2001–2003 рр.), Олена Василівна Анічкіна (2004–2015 рр.), Оксана Миколаївна Алпатова (2015–2018 рр.), Руслана Петрівна Власенко (2015–2017 рр). З 2018 року по теперішній час у заступником декана природничого факультету з навчальної роботи є Ольга Юріївна Кичкирук, доцент кафедри хімії, а заступником з виховної роботи — Ірина Петрівна Онищук, доцент кафедри екології та географії.

Знаковою подією у житті природничого факультету стало те, що у травні 1971 року у районі хутора Затишшя розпочалося будівництво агробіостанції. Воно здійснювалося силами студентів і викладачів і тривало 15 років. У результаті було створено чудову агробіостанцію, яку Міністерством освіти і науки України було визнано найкращою серед педагогічних закладів України. Тут неодноразово проводилися семінари, конференції працівників закладів середньої і вищої освіти міжнародного, республіканського і обласного рівнів. На агробіостанції побудовано конференційний зал, спеціалізовані лабораторії, є багато теплиць, оранжерея, а також їдальня та гуртожиток. Тут створено відділи: методики біології з типовою шкільною навчально-дослідною ділянкою; полівництва; овочівництва; плодово-ягідних культур; тваринництва; декоративний, а також мінералогічний музей на основі колекції мінералів та гірських порід доцента Гаррія Олександровича Корбута. На базі агробіостанції проводяться навчальні практики, лабораторні заняття, студентські квести, толоки. Гордістю агробіостанції є навчальна пасіка та створений кабінет апітерапії, що забезпечує профілактику і лікування хвороб із застосуванням живих бджіл та продуктів бджільництва. Обладнано географічний майданчик. Агробіологічна станція ЖДУ імені Івана Франка підтримує наукові зв’язки з ботанічним садом Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Директорами її були: Євген Валентинович Кулаков (1972–1988 рр.), Володимир Михайлович Градовський (1988–2002 рр.), Ігор Заєць (2002–2003 рр.). Сьогодні нею завідує Ніна Іванівна Корево.

Протягом семидесятих років зусиллями доцента кафедри зоології Кена Івановича Копеїна та його учнів доцента Андрія Петровича Вискушенка, старшого викладача Володимира Кузьмовича Гирина створювалися фонди Зоологічного музею, який пізніше було реорганізовано в музей Природи Житомирського державного університету імені Івана Франка. Окреме приміщення для музею було обладнане у 1980 р. З того часу вдосконалювалося його оформлення, експозиція поповнювалася новими експонатами, виготовленими викладачами і студентами під час навчальних практик, а також подарунками випускників факультету. Сьогодні цей музей є одним із найкращих серед університетських музеїв України. Зоологічна колекція музею Природи містить понад 650 експонатів хордових тварин не лише з України, а й з інших куточків світу. Серед них близько 60 видів риб, 20 видів амфібій, 30 видів плазунів, 250 видів птахів, 70 видів ссавців, а також колекція гнізд і яєць. Крім того, в музеї містяться черепашки понад 50-ти видів прісноводних і морських молюсків, а також у фондах музею зберігається наукова малакологічна колекція із кількох тисяч черепашок молюсків з різних річкових басейнів, зібраних студентами, аспірантами і викладачами, членами Житомирської наукової малакологічної школи. Експонуються в музеї Природи ракоподібні, хеліцерові, черви, а також понад 100 видів комах. Є цікаве зібрання коралів, губок, голкошкірих, черепів ссавців та ін. Понад 200 експонатів налічує колекція рідкісних і дорогоцінних мінералів та гірських порід України та Євразії, створена доцентом кафедри ботаніки Корбутом Гаррієм Олександровичем. Містяться в музеї й вітрини з його палеонтологічними знахідками. Цікавинкою музею природи ЖДУ стала експозиція «Шматочок Антарктиди». Вона була оформлена студентами на базі фотографій та експонатів, подарованих випускником природничого факультету Весельським Миколою Францовичем, учасником трьох українських Антарктичних експедицій на станції «Академік Вернадський».

Факультет має високий науковий потенціал. Сьогодні на чотирьох кафедрах природничого факультету — ботаніки, біоресурсів та збереження біорізноманіття; екології та географії; зоології, біологічного моніторингу та охорони природи; хімії працює 47 викладачів. З них 7 докторів наук, професорів; 36 кандидатів наук, з яких 27 доцентів.

Троє співробітників природничого факультету (проф. Киричук Г. Є., проф. Стадниченко А. П., доц. Вискушенко А. П.) є Заслуженими працівниками освіти України; шестеро — нагороджені знаком «Відмінник освіти України» (проф. Киричук Г. Є., проф. Стадниченко А. П., проф. Шевчук (Янович) Л. М., доц. Вискушенко А. П., доц. Вискушенко Д. А., ст. викл. Гирин В. К.). Крім того, серед викладачів природничого факультету в різні роки п’ятеро (Киричук Г. Є., Шевчук (Янович) Л. М., Гарбар О. В., Романюк (Мельниченко) Р. К., Шелюк Ю. С.), стали Лауреатами премії Президента України в галузі науки і техніки, а Вискушенко А. П. є Стипендіатом президента України для видатних діячів освіти; троє викладачів природничого факультету (доценти Павлюченко О. В., Уваєва О. І., Шелюк Ю. С.) є лауреатами премії Національної Академії наук України для молодих вчених за цикл наукових праць.

Викладачі факультету зробили вагомий вклад у розвиток фундаментальних природничих наук, опублікувавши низку авторських та колективних монографій в галузі зоології, гідробіології, цитогенетики. З вересня 1992 р. при кафедрі зоології ЖДУ ім. І. Франка було відкрито аспірантуру, причому однією із перших спеціальностей в університеті стала «Зоологія». Керує аспірантурою доктор біологічних наук, професор, заслужений працівник народної освіти України Агнеса Полікарпівна Стадниченко — автор понад 520 наукових праць, серед яких 15 монографій. Вона створила єдину в Україні наукову малакологічну школу, на базі якої проводяться міжнародні наукові конференції, здійснюються дослідження фауни, систематики, екології молюсків. Аспірантура успішно функціонує і нині, тісно співпрацюючи з установами Національної академії наук України — Інститутом зоології імені І. І. Шмальгаузена та Інститутом гідробіології. Сьогодні на природничому факультеті на третьому освітньо-науковому рівні (PhD) готують фахівців спеціальності «Біологія», спеціалізації «Гідробіологія» (керівник д. б. н., професор Галина Євгеніївна Киричук) та «Зоологія» (керівники д. б. н., Ігор Андрійович Акімов, Олександр Васильович Гарбар, Сергій Віталійович Межжерін, Агнеса Полікарпівна Стадниченко, Лариса Миколаївна Шевчук).

Студенти, котрі цікавляться наукою, мають змогу займатися дослідницькою діяльністю у складі численних наукових гуртків, проблемних груп, науково-дослідницьких лабораторій і шкіл, що діють на природничому факультеті ЖДУ імені Івана Франка. Серед них: Житомирська наукова малакологічна школа і Науково-координаційний малакологічний центр (керівник проф. Агнеса Полікарпівна Стадниченко), науково-дослідні лабораторії «Екологічна паразитологія» (керівник проф. Агнеса Полікарпівна Стадниченко), «Гідроекологічних проблем Полісся» (спільно з Інститутом гідробіології НАН України, керівник проф. Галина Євгеніївна Киричук), «Теорія екосистем» (керівник доц. Іван Владиславович Хом’як), «Аналізу та експертизи біотичних ресурсів» (керівник проф. Олесандр Васильович Гарбар).

На високому рівні здійснюється навчально-методична робота на факультеті. На допомогу студентам викладачі підготували багато методичних розробок, підручників, навчальних посібників з різних галузей біології та природничої освіти. Серед них варто відзначити підручники для студентів природничих спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів «Цитологія» (автор Трускавецький Є. С.), «Гістологія з основами ембріології» (автори Трускавецький Є. С. , Мельниченко Р. К.); навчальний посібник «Рідкісні і зникаючі види тварин Житомирщини» для студентів вищих навчальних закладів колективу авторів під загальною редакцією Стадниченко А. П.; навчальний посібник для студентів «Зоологія хребетних» (співавтор Власенко Р. П.), навчальний посібник для 10-го класу природничого профілю навчання «Біологія. Молекулярний, клітинний та організмовий рівні організації життя» (автори Є. С. Трускавецький, Мельниченко Р. К.); навчальні посібник для учнів ЗНЗ, абітурієнтів та вчителів «Ботаніка в таблицях і схемах» колективу авторів викладачів кафедри ботаніки під загальною редакцією Г. Є. Киричук.

Перебування студентів на факультеті не обмежується лише їх навчанням. Під час літніх польових практик та у вільний від навчання час вони здійснюють численні поїздки, екскурсії у різні регіони України, відвідуючи заповідники, заказники, дендропарки, ботанічні сади, пам’ятки історії та архітектури. Улюбленими місцями для відвідування стали Національний науково-природничий музей, ботанічний сад НАН України, музей сучасної науки і техніки «Експериментаніум» (м. Київ), скіфські городища і національний заповідник «Тарасова гора» у Каневі, будинок-музей Тараса Шевченка в с. Шевченкове та с. Моринці, Софіївський дендропарк (м. Умань), Кам’янець-Подільська і Хотинська фортеці, карстові печери с. Кривче на Тернопільщині. Під час навчання на природничому факультеті студенти вивчають природу півдня України у біосферних заповідниках Асканія-Нова і Чорноморському. Вони підкорюють гірські вершини у Карпатах, вивчають природні ландшафти та біорізноманіття у Карпатському, Синевирському та Шацькому національних природних парках, знайомляться з унікальністю рідного краю у Поліському природному заповіднику та на Овруцько-Словечанському кряжі.

На природничому факультеті люблять спорт. Студенти та викладачі, серед яких є майстри і кандидати в майстри спорту, мають змогу тренуватись і проводити змагання в одному з найкращих спортивних комплексів України, відвідувати спортивні гуртки. Як результат — вагомі здобутки на спортивних змаганнях різних рангів, у тому числі перемоги на чемпіонатах України.

Різноманітні зміст та форми має виховна робота серед студентів. Цікаво і змістовно відбуваються вечори художньої самодіяльності, вечорниці, флеш-моби, зустрічі з цікавими людьми, відвідання театральних вистав, концертів. Інтерес молоді викликають квести, предметні тижні хімії, біології, екології і географії. Традиційними формами дозвілля стали хімічний, цитологічний, зоологічний КВК, хімічне магічне шоу та ін. Підтримуються екологічні акції під патронатом обласної служби охорони природи «Збережемо своє довкілля». Традиційно щорічно відбуваються зустрічі випускників, яких радо вітає альма-матер, адже вони назавжди залишаються студентами природничого факультету!