Ngày 29/4/1958, tại kỳ họp thứ VIII, Quốc hội nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa đã thông qua nghị quyết thành lập Ủy ban Khoa học Nhà nước và ngày 4/3/1959, Chủ tịch nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ký sắc lệnh số 16-SL về việc thành lập Ủy ban Khoa học Nhà nước. Thủ tướng Chính phủ ban hành chỉ thị  số 105/CT-TTg ngày 11/3/1959, thành lập Ban Khoa học - Kỹ thuật địa phương. Thực hiện chỉ thị trên của Thủ tướng Chính phủ, giữa năm 1960, Ủy ban Khoa học Nhà nước đã tổ chức cuộc họp toàn quốc bàn về việc thành lập các Ban Khoa học - Kỹ thuật địa phương và có thông tư số 300/KH về tổ chức của Ban Khoa học kỹ thuật các tỉnh, thành phố.
Tỉnh Sơn La, thực hiện Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ, Ủy ban hành chính tỉnh Sơn La quyết định thành lập Ban Khoa học và Kỹ thuật trực thuộc Văn phòng Ủy ban hành chính tỉnh. Trong những năm 1963 – 1978, Ban Khoa học và Kỹ thuật là Phòng chuyên môn thuộc Văn phòng Ủy ban hành chính tỉnh có chức năng tham mưu về  nhiệm vụ tuyên truyền phổ biến kỹ thuật, vận động các tổ chức phát huy sáng kiến, cải tiến kỹ thuật, quản lý nhà nước về áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và đời sống.
Cùng với sự ra đời và hoạt động của Ban Khoa học và Kỹ thuật tỉnh; Năm 1963  Ban Thường vụ Ban Chấp hành lâm thời Tỉnh đảng bộ Sơn La có Quyết nghị về việc thành lập Tỉnh Hội Phổ biến Khoa học và Kỹ thuật nhằm tăng cường chỉ đạo và đẩy mạnh hoạt động phổ biến khoa học và kỹ thuật phục vụ sản xuất và đời sống. Hội phổ biến khoa học và kỹ thuật có 3 đồng chí được Tỉnh uỷ chỉ đạo tham gia Ban Chấp hành gồm 1 hội trưởng (Trưởng Ban Tuyên Huấn tỉnh ủy,1 hội phó (Trưởng ty Y tế) và 01 hội phó thường trực (Trưởng Ban Khoa học và Kỹ thuật tỉnh).
Hội phổ biến khoa học và kỹ thuật được thành lập gồm 15 hội viên đại diện các ngành của tỉnh: Ty Văn hoá, Ty Công nghiệp, Ty Nông nghiệp, Ty Thuỷ lợi, Ty  Giao thông, Ty Giáo dục, Ty Y tế, Nhà máy xi măng, Dược liệu, Liên hiệp Công đoàn, Đoàn Thanh niên, Hội Phụ nữ.
Ban Kỹ thuật tỉnh và Hội Phổ biến Khoa học và Kỹ thuật tỉnh làm việc tại một trụ sở, có chức năng, nhiệm vụ khác nhau và có tư cách pháp nhân.

Năm 1977, Ủy ban khoa học và kỹ thuật tỉnh Sơn La được thành lập. Ban lãnh đạo gồm: Chủ nhiệm và hai Phó chủ nhiệm. Cơ sở hạ tầng và trang thiết bị được đầu tư phục vụ kiểm tra về đo lường, chất lượng. Ngoài ra, Tỉnh giao thêm nhiệm vụ nghiên cứu về giống mới trong trồng trọt, chăn nuôi và các vấn đề kỹ thuật thuộc cơ khí, thủy lợi, giao thông công nghiệp. Trụ sở cơ quan đóng tại Tổ 8 – Phường Chiềng Lề, thị xã Sơn La (nay là thành phố Sơn La). Phạm vi hoạt động chủ yếu hướng về các nông lâm trường, các trại chăn nuôi và nông dân để đưa phân bón và giống mới vào sản xuất nông nghiệp, với mục đích tăng năng suất và thu nhập cho người lao động. Các phòng chuyên môn, gồm: Phòng Quản lý khoa học kỹ thuật nông nghiệp, y tế và đời sống, gọi tắt là Phòng Nông nghiệp; Phòng Quản lý khoa học kỹ thuật thủ công nghiệp và công nghiệp, gọi tắt là Phòng Công nghiệp; Phòng Khoa học quần chúng; Phòng Quản lý đo lường và tiêu chuẩn chất lượng; Phòng Tổ chức - Hành chính và Thư viện khoa học. Sau đó tổ chức được kiện toàn và có các phòng chuyên môn: Phòng Tổng hợp Kế hoạch; Phòng Thông tin Sáng kiến; Phòng Tiêu chuẩn chất lượng, Phòng Quản lý đo lường, Phòng Tổ chức - Hành chính và Trung tâm dịch vụ khoa học kỹ thuật.
Cuối năm 1984, trên cơ sở Phòng Tiêu chuẩn chất lượng và Phòng Quản lý đo lường, Chi cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng được thành lập, đây là đơn vị đầu tiên trực thuộc Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật.
Tháng 12/1986 Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La có Quyết định bổ sung nhiệm vụ cho Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật tỉnh tham mưu và quản lý nhà nước về khoa học xã hội, yêu cầu phải bổ sung chuyên trách về khoa học xã hội cấp tỉnh.
Ngày 08/3/1987 do hỏa hoạn, nhiều tài liệu và thiết bị cơ quan bị tiêu hủy hoàn toàn, năm 1988 cơ quan chuyển trụ sở làm việc đến số 19, đường Tô Hiệu, thị xã Sơn La (nay là phường Tô Hiệu, tỉnh Sơn La).
Từ tháng 8/1994 đến tháng 7/2003: Ủy ban khoa học Nhà nước đổi tên thành  Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường theo Nghị quyết kỳ họp thứ nhất Quốc hội khóa IX ngày 30/9/1992. Ngày 22/5/1993, Chính phủ ban hành Nghị định số 22/CP về nhiệm vụ, quyền hạn, tổ chức bộ máy của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường. Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường và Ban Tổ chức Cán bộ Chính phủ đã có Thông tư liên tịch số 1450/LB-TT ngày 1/9/1993 hướng dẫn chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và tổ chức cơ quan quản lý Khoa học, Công nghệ và Môi trường các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương và Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ & Môi trường đã có văn bản số 1521/TCCB ngày 15/9/1993 gửi các Tỉnh ủy, Thành ủy, Ủy ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương về việc củng cố hoạt động của Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường.
Thực hiện các văn bản trên, Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La ban hành Quyết định số 664/QĐ-UB  ngày 11/11/1993 thành lập Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường trên cơ sở bộ máy của Ủy Ban khoa học và kỹ thuật tỉnh. Cơ cấu tổ chức của Sở gồm: Ban lãnh đạo có 01 Giám đốc và 02 Phó Giám đốc; các phòng, ban chuyên môn, gồm: Phòng Quản lý khoa học công nghệ, Phòng Quản lý môi trường, Phòng Thông tin - Sở hữu công nghiệp, Thanh tra sở, Phòng Tổng hợp - Hành chính và 01 đơn vị trực thuộc là Chi cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng.
 Thực hiện Quyết định số 45/2003/QĐ-TTg ngày 02/4/2003 của Thủ tướng Chính phủ về việc thành lập Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường đổi tên thành Sở Khoa học và Công nghệ, trực thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh, theo Thông tư hướng dẫn số 15/2003/TTLT - BKHCN- BNV ngày 15/7/2003 của Bộ Khoa học và Công nghệ và Bộ Nội vụ hướng dẫn chức năng, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của cơ quan chuyên môn giúp Ủy ban nhân dân quản lý nhà nước về khoa học công nghệ ở địa phương;
Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La ban hành Quyết định số 146/2003/QĐ-UB ngày 12/9/2003 của Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La về việc đổi tên Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường thành Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Sơn La. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Sơn La, có các phòng chuyên môn: Phòng Quản lý khoa học, phòng Quản lý công nghệ - An toàn bức xạ, phòng Sở hữu trí tuệ và khoa học công nghệ cấp huyện, Thanh tra sở, phòng Tổ chức hành chính. Các đơn vị trực thuộc Sở gồm: Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng; Trung tâm Ứng dụng chuyển giao tiến bộ khoa học và công nghệ (thành lập năm 2005); Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (thành lập năm 2013). 
Năm 2017, Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng được thành lập, hoạt động theo cơ chế cổ phần hóa và trực thuộc Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng. Năm 2018, Trung tâm ứng dụng chuyển giao tiến bộ khoa học và công nghệ sáp nhập với Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ thành Trung tâm Thông tin và Ứng dụng KHCN. 
Ngày 12/9/2022, thành lập Trung tâm Hỗ trợ Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tỉnh Sơn La trên cơ sở tổ chức lại Trung tâm Thông tin và Ứng dụng Khoa học công nghệ theo quyết định số 1884/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La.
Thực hiện Đề án số 290/ĐA-UBND ngày 15/02/2025 của Ủy ban nhân dân tỉnh Sơn La về việc hợp nhất Sở Thông tin và Truyền thông với Sở Khoa học và Công nghệ; Nghị quyết số 461/NQ-HĐND ngày 20/02/2025 của Hội đồng nhân dân tỉnh Sơn La về việc thành lập một số cơ quan chuyên môn thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh; ngày 01/3/2025, Sở Khoa học và Công nghệ được thành lập với 06 phòng chuyên môn (Văn phòng, Thanh tra, phòng Khoa học và Công nghệ, phòng Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, phòng Hạ tầng và phòng Chuyển đổi số) và 02 đơn vị thuộc Sở (Trung tâm Đổi mới sáng tạo; Trung tâm Công nghệ thông tin và Kiểm định).

Theo Đề án số 1119/ĐA-UBND ngày 14 tháng 5 năm 2025 của Uỷ ban nhân dân tỉnh về sắp xếp tổ chức, bộ máy hệ thống cơ quan thanh tra trên địa bàn tỉnh Sơn La; Sở Khoa học và Công nghệ tổ chức lại với 05 phòng chuyên môn gồm Văn phòng, phòng Khoa học và Công nghệ, phòng Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, phòng Hạ tầng và phòng Chuyển đổi số (kết thúc hoạt động Thanh tra Sở) và 02 đơn vị trực thuộc Trung tâm Đổi mới sáng tạo; Trung tâm Công nghệ thông tin và Kiểm định.

Danh sách lãnh đạo Sở KH&CN qua các thời kỳ:

Bài viết này được cập nhật bổ sung qua từng giai đoạn, thời kỳ, khi có thay đổi./.

Sở Khoa học và Công nghệ