山西省林业和草原局的前身为1949年9月成立的山西省林业局，1950年改为山西省人民政府林业局、1951年改为山西省人民政府农业厅林业局、1954年改为山西省人民政府林业厅、1955年改为山西省林业厅、1957年改为山西省农业建设厅林业局、1960年改为山西省林业厅、1967年改为山西省农林水利委员会林业办公室、1969年改为山西省革命委员会农林水利局林业处、1977年改为山西省林业局、1979年改为山西省林业厅、2018年改为山西省林业和草原局。

2018年机构改革后，山西省林业和草原局（副厅级）归省自然资源厅管理，统筹整合了原省林业厅职责、原省农业厅草原监督管理职责、原省国土资源厅、省水利厅、省农业厅、省住房和城乡建设厅等部门的自然保护区、风景名胜区、自然遗产、地质公园等管理职责，机构重构，赋能加力。全省11个市整合规划、国土、林业部门组建成立规划和自然资源局，除10个县级不设林业局外，河曲县和浮山县作为改革试点县林业局合并为自然资源局外，其余县均保留林业局，形成“省级部门管理、市县整合重组、县级全部保留、分级统筹管理”的体制构架。

主要负责组织全省造林绿化工作，监督管理全省林业和草原生态保护修复、森林、草原、湿地、荒漠化防治、陆生野生动植物资源、各类自然保护地（国家公园、自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜区、自然遗产、地质公园、沙漠公园），推进林业和草原改革相关工作。全局现有行政编制112名，内设16个处室：办公室、人事教育处、规划财务处（内审处）、生态保护修复处（山西省绿化委员会办公室）、森林资源管理处（行政审批管理处）、草原管理处、自然保护地管理处（湿地管理处）、荒漠化防治处（对外合作处）、野生动植物保护处、改革发展处、国有林场和种苗管理处、森林草原防火处、执法监督处、科学技术处、机关党委、离退休人员工作处。直属11个正处级驻并单位：省林业和草原工程总站、省国有林场和种苗工作总站、省林业和草原资源调查监测中心、省林业和草原科学研究院、省林业和草原技术推广总站、省自然保护地服务中心、省森林草原防火技术服务中心、省林业和草原局核算中心、省林业和草原局宣教中心、省林业生态实验基地、省生物多样性保护中心。垂直管理九个正处级省直林局：省桑干河杨树丰产林实验局、省管涔山国有林管理局、省五台山国有林管理局、省黑茶山国有林管理局、省关帝山国有林管理局、省太行山国有林管理局、省太岳山国有林管理局、省吕梁山国有林管理局、省中条山国有林管理局，下辖125个国有林场，管辖范围涉及到全省11个市62个县(市、区)，林地总经营面积2389万多亩。