地理科学学院的发展历史最早可以追溯到 1938 年国立师范学院创办初期的地史系。当时国立师范学院设立了国文、英语、地史、数学、理化、教育、体育、博物等 8 个系，其中地史系建系时有教师 16 人，其中教授 8 人、副教授 3 人。后来成为湖南省委、省政府领导人的熊清泉、王向天同志即为国立师范学院 41 级地史系学生。

1953 年 10 月，在院系调整中，湖南师范学院正式挂牌，并于 1956 年单独设立了地理系。 1957 年地理系招收第一届两年制专科学生 46 人， 1958 年招收 4 年制本科生 64 人、专科学生 68 人，同时接纳了由长沙师专合并过来的一批学生。后来地理系下设了自然地理教研室和区域地理教研室，每年招收本科学生 60 余人。1964 年暑假，地理系被撤消。

1972 年 2 月，地理系与历史系合并组建史地系。 1973 年 3 月，史地系招收 3 年制工农兵学员 74 人，其中地理专业 37人。

1975 年 6 月，地理系与生物系合并为生地系，当时地理专业下设水文地质、气候土壤、区域地理三个教研组。生地系共招收两届工农兵学员，其中地理专业每届招生 30 余人。

1978 年 7 月，地理系重新恢复，当时共有专任教师 31 人，其中教授 1 人、讲师 6 人、教员 2 人、助教 22 人。20世纪80 年代末，增设国土与房地产经营管理专业；1993 年增设土地资源管理本科专业，并于次年开始招生。

1994 年 6 月，因学科发展需要，地理系更名为资源与环境学系。

1997 年 10 月，资源与环境学系更名为国土学院。 1999 年 6 月，创办地理信息系统本科专业并开始招生。

2000 年新增资源环境与城乡规划管理本科专业。

2001 年 12 月，国土学院更名为资源与环境科学学院。

2021 年 3 月，资源与环境科学学院更名为地理科学学院。