Program Doktor (S3) Ilmu Pertanian PPs UNS, berdiri sejak 2011 berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pendidikan Nasional RI Nomor 274/E/O/2011 tanggal 1 Desember 2011, tentang Ijin Penyelenggaraan Program Studi Doktor Ilmu Pertanian di UNS. Secara struktural, Program Doktor (S3) Ilmu Pertanian berada di Pascasarjana UNS dan saat ini telah terkreditasi oleh BAN PT dengan peringkat B. Sampai dengan angkatan ke-5, total jumlah mahasiswa ada 61 orang
Proses administrasi akademik, mulai dari pendaftaran mahasiswa baru, pembayaran SPP, pendaftaran ulang, evaluasi/penilaian, dan pencetakan KRS/KHS telah seluruhnya dilakukan secara on-line. Perekrutan calon mahasiswa baru diselenggarakan melalui Sistem Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) UNS. Kurikulum Prodi Ilmu Pertanian berorientasi ke pengetahuan terdepan (frontier dari sisi substansi dan metode pembelajaran, telah selaras dengan KKNI dan Permen Ristek-Dikti no 44 tahun 2016. Setiap Matakuliah telah dilengkapi dengan silabi dan RPP (RPS) yang memuat learning outputs dan learning outcomes yang sangat jelas. Dalam dokumen RPP telah disusun rencana metode pembelajaran yang digunakan, termasuk partisipasi aktif mahasiswa dalam menyusun pengetahuan melalui penugasan, guna pencapaian learning outcomes. Proses pembelajaran juga didukung 35 orang staf dosen, yang merupakan doktor lulusan universitas terkemuka di dalam dan luar negeri yang lebih separuhnya telah menduduki jabatan guru besar.
Kerjasama atau net working dengan berbagai pihak telah mulai dirintis, baik di tingkat Program studi guna memperluas aksesibilitas calon mahasiswa. Saat ini kerjasama juga sedang dikembangkan dalam upaya untuk membangun program double degree dengan Graduate School of Agricultural Science, Gifu Univeristy –Japan, serta kerjasama penyelenggaraan program sandwich dalam rangka mendorong publikasi di jurnal ilmiah internasional.