W czasach historycznych zamieszkałe były przez pruskie plemię Sasinów, którzy dość wcześnie ulegli kolonizacji prowadzonej przez Zakon Krzyżacki. W wyniku umów zakonu z papiestwem ziemie te przypadły Kościołowi, a władzę na tym terenie sprawowali biskupi warmińscy, których siedzibą był początkowo Frombork, a później Lidzbark Warmiński.

Miasto Olsztyn prawa miejskie uzyskało w 1353 roku, a prawo lokacyjne otrzymał Jan z Łajs. Dobra kościelne Warmii, w tym również Lasy, podzielone były na komornictwa (komturie) i zarządzane przez komorników (komturów). Przejściowo w komornictwie olsztyńskim władzę sprawował jako kanonik kapituły Warmińskiej Mikołaj Kopernik. Po pokoju toruńskim od 1466 roku cała Warmia wraz z komornictwem olsztyńskim jako Prusy Królewskie znalazły się pod berłem Korony Polskiej, gdzie była nieprzerwanie do pierwszego rozbioru Polski w 1772 roku.

W okresie rozbiorowym dobra kościelne zostały upaństwowione. Zdecydowana większość podolsztyńskich lasów stanowiła własność państwową, a lasy położone na północ i północny wschód od miasta należały do okolicznych majątków i gospodarstw.

W gospodarce leśnej stosowano przede wszystkim zręby zupełne ze sztucznym odnowieniem. W składzie gatunkowym drzewostanów występowała głownie sosna ze znacznym udziałem świerka oraz nielicznymi gatunkami drzew liściastych. Zdecydowana dominacja gatunków iglastych wynikała z zakładanych w odnowieniach monokultur.

W okresie powojennym lasy prywatne byłego obrębu Łyna upaństwowiono na mocy dekretu o reformie rolnej i włączono do nadleśnictw Kudypy i Wipsowo. Natomiast Lasy własności państwowej weszły w skład Nadleśnictwa Nowe Ramuki.

W 1960 roku opracowano plany definitywnego urządzenia lasu dla tych obszarów.

Na podstawie Zarządzenia Nr 5 Naczelnego Dyrektora Lasów Państwowych z dnia 26 marca 1990 roku oraz Zarządzenia Nr 16 Dyrektora Okręgowego zarządu Lasów Państwowych w Olsztynie z dnia 11 czerwca 1990 roku z dniem 1 czerwca 1990 roku powołano do życia jednostkę organizacyjną - Nadleśnictwo Olsztyn.

Terytorialny zasięg Nadleśnictwa powstał z wydzielenia obszarów z trzech sąsiednich nadleśnictw:

Kudypy - 2 leśnictwa (Dąbrówka, Barczewko)

Nowe Ramuki - 6 leśnictw (Zazdrość, Mazuchy, Mendryny, Koszno, Wygoda i Nowa Wieś)

Wipsowo - szkółka zadrzewieniowa w Łęgajnach.

Łączna powierzchnia Nadleśnictwa w momencie utworzenia wynosiła 11 102 ha.

W wyniku zmian organizacyjnych oraz przejęcia znacznych ilości gruntów porolnych do zalesienia ilość leśnictw ostatecznie wzrosła do 10-ciu:

Obręb Wadąg: Dąbrówka, Wadąg, Łęgajny

Obręb Purda: Wyrandy, Zazdrość, Mazuchy, Linok, Mendryny, Nowa Wieś, Kośno

W roku 2005 struktura organizacyjna Nadleśnictwa Olsztyn uległa niewielkim zmianom: zlikwidowano Leśnictwo Łęgajny oraz podział na obręby.

Na dzień 01.01.2008 r. powierzchnia Nadleśnictwa wynosiła 12 974 ha.

Na podstawie Zarządzenia nr 91 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 22 grudnia 2009 r w sprawie wprowadzenia zmian w powierzchni ogólnej i zasięgu terytorialnym Nadleśnictw Wipsowo i Olsztyn w RDLP w Olsztynie wyłączono z obrębu Purda Leśna w Nadleśnictwie Wipsowo 3002,55 ha gruntów i włączono je do obrębu leśnego Olsztyn w Nadleśnictwie Olsztyn. W wyniku tego zarządzenia powierzchnia ogólna zasięgu terytorialnego Nadleśnictwa Olsztyn wzrosła do 15 997,9662 ha. (przejęto dwa Leśnictwa Gaj i Graszk).

Z dniem 1 lutego 2010 roku na mocy Zarządzenia nr 4/2010 Nadleśniczego Nadleśnictwa Olsztyn likwidacji uległo Leśnictwo Linok oraz Zespół Plantacyjno Szkółkarsko Nasienny w Łęgajnach.

Mapa Nadleśnictwa Olsztyn