I 1972 besluttede Folketinget, at Statens Husdyrbrugsforsøg skulle udflyttes fra Københavnsområdet og fra forsøgsgårdene Favrholm og Trollesminde ved Hillerød.
Efterfølgende blev det besluttet, at også grovfoderforsøgene og centrallaboratoriet under Statens Planteavlsforsøg skulle flyttes til et nyt center.
Beslutningen blev truffet efter flere års overvejelser. For en udflytning talte, at man herved kunne få en ny og tidssvarende institution, som var placeret i et decideret landbrugsområde, og hvor afstanden mellem de forskellige led i en forsøgsfase ville være kortest mulig.
Imod en udflytning talte, at man herved mistede sin hovedstadsplacering, sin nære kontakt til Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole (KVL) og andre væsentlige institutioner.
Af egnsudviklingshensyn ønskede regeringen, at kun Nordjyllands, Viborg eller Ringkøbing Amter kom på tale.
Valget faldt på området ved Foulum, hvor jorden var af god og ensartet bonitet, og der var kort transporttid til universitetsbyerne Aarhus og Aalborg samt til landbrugets faglige institutioner. Tjele og Viborg Kommuner kunne tilbyde et egnet jordareal på ca. 400 ha (senere udvidet til ca. 580 ha). Bygningsbehovet blev i alt opgjort til ca. 75.000 m2.
Efter en idékonkurrence blev forskningscenteret placeret på arealets højest beliggende plateau mellem Bavnehøj og Foulum. Forskningscenterets hovedtrafiksystem havde hesteskoform.
I hesteskoen blev der placeret fællesfaciliteter, kontorer og laboratorier. Udenom placeredes de forskellige forsøgsstalde, lader og øvrige driftsbygninger.
Byggeriet blev i hovedsagen gennemført i perioden 1980‑96. Den officielle indvielse af 1. etape blev foretaget af Margrethe 2. i april 1984.
Efter at Statens Planteavlsforsøg var flyttet til Foulum, blev det i 1997 lagt sammen med Statens Husdyrbrugsforsøg og blev til Danmarks JordbrugsForskning (DJF).
Landbruget og agroindustrien har set en stor fordel i at være tættest muligt på Forskningscenter Foulum. I 1999 etableredes Agro Business Park på området, så små nystartede virksomheder med tilknytning til forskningen kunne etablere sig.
I år 2000 flyttede Kvægbrugets Forsøgscenter til Forskningscenter Foulum i form af et nybygget staldanlæg med moderne udstyr til 150 køer. Sammen med Foulums egne faciliteter udgør de nu Kvægbrugets Forskningscenter.
I 2007 etableredes verdens største biogasforsøgsanlæg i Foulum.
Forskningscenteret fremstår i dag som et af verdens mest veludstyrede på sit område. I 2007 fusionerede DJF med Aarhus Universitet, Danmarks Miljøundersøgelser, Handelshøjskolen i Aarhus og efterfølgende Danmarks Pædagogiske Universitet. Forskningscenter Foulum er nu under navnet AU Foulum en del af et universitetsfakultet, hvor der ud over forskning også indgår undervisningsopgaver. Fusionen med Aarhus Universitet betyder, at AU Foulums ressortministerium blev Uddannelses- og Forskningsministeriet i stedet for Fødevareministeriet.
AU Foulum havde i 2018 ca. 700 ansatte, og heraf er omkring 400 forskere og ph.d.-studerende. Blandt de 150 ph.d.-studerende kommer hver anden fra udlandet.
En høj koncentration af kunst befinder sig inde i og uden for forskningscenteret. Billedhuggeren Erik Varming kom tidligt med på råd, og landskabet omkring bygningerne er præget af kunst, der står som pejlemærker til en vandring. Selv skabte han i perioden 1981‑87 syv granitskulpturer med form af knogler i overstørrelse. Som kronen på værket efterlod han sig et stort tableau i granit, bronze, kobber og terrazzo ved hovedindgangen.
