Организована в 1896 году в числе первых четырёх государственных сельскохозяйственных опытных станций на базе образцового имения просвещённых помещиков Шатиловых в с. Моховое Новосильского уезда Тульской губернии (в 1925 г. эта территория вошла в состав Орловской области). Именно в поместье Шатиловых применялись и разрабатывались передовые приёмы земледелия, здесь зародилось почвозащитное лесоразведение. Своё официальное название станция получила при её основании в честь Иосифа Николаевича Шатилова – крупного сельскохозяйственного и общественного деятеля, президента Московского общества сельского хозяйства. Первые три года станцией заведовал Глеб Филиппович Нефёдов.
Исторический научный вклад Шатиловской станции связан с именами выдающихся учёных своего времени В.В. Винера, А.Н. Лебедянцева, П.И. Лисицына. Каждый из них оставил неизгладимый след в становлении, развитии научной деятельности, материально-технической базы, социальной инфраструктуры станции.
В.В. Винер (руководил станцией с 1899 по 1906 гг.) разработал первую программу опытной работы по определению потребности растений в основных элементах питания, изучению севооборотов, обработки почвы и разработки приёмов возделывания 18 полевых культур.
А.Н. Лебедянцев возглавлял Шатиловку 20 лет (1906-1926). В это время фактически определилось лицо станции и расцвет её научной деятельности. Выдающимся вкладом А.Н. Лебедянцева в агрономическую науку, развитие отечественной агрохимии являются его многолетние классические опыты по динамике плодородия выщелоченных чернозёмов, работы в области изучения биологии отдельных растений, особенно гречихи.
По своему научно-методическому уровню, точности и глубине исследования Шатиловской станции ставились в ряд с Ротамстедской станцией, старейшим научным учреждением Англии.
А.Н. Лебедянцев оставил для российской агрономи­ческой науки богатейшее научное и литературное наследие. Многолетний стационарный опыт А.Н. Лебедянцева сохранился на опытной станции до настоящего времени, на нём установлен мемориальный памятный знак.
Мировую известность Шатиловская опытная станция приобрела в результате значительных достижений в селекции растений, разработке и осуществлении классических работ по организации государственной системы семеноводства в России. Организатором и непосредственным исполнителем этих работ был Пётр Иванович Лисицын.
За двадцать лет работы на станции (1908-1929) (директором с 1926 по 1929 гг.) П.И. Лисицын создал сорта основных сельскохозяйственных культур – ржи, овса, вики, клевера, люцерны, конопли, льна, гречихи, которые долгое время не имели конкурентов. Так, рожь Лисицына сохранялась в районировании 43 года, гречиха Богатырь, районированная с 1938 и клевер Среднерусский (с 1931 г.) внесены в Госреестр РФ до настоящего времени.
Разработанный П.И. Лисицыным проект Положения "Шатиловской Госсемкультуры", утверждённый Декретом в 1922 году, был положен в основу Общероссийской системы семеноводства сельскохозяйственных культур.
За выдающиеся работы в области селекции и семеноводства П.И. Лисицыну в 1929 г. было присвоено звание Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, а в 1935 г. он был избран действительным членом (академиком) ВАСХНИЛ, в 1948 г. ему была присуждена Государственная премия за разработку научных основ селекции клевера, начатую на Шатиловской опытной станции.

Научные разработки, изобретения и открытия многих учёных, работающих в различные годы на станции, вошли в золотой фонд мировой науки и признаны не только отечественной, но и европейской научной общественностью.
Но самой ценной характеристикой Шатиловки всегда были преемственность, сохранение и продолжение традиций, постоянный поиск и решение основных проблем.
Здесь работали известные российские учёные В.Н.Хохлов, Г.В. Копелькиевский, Э.Д. Неттевич, А.В. Пухальский, Г.А. Закладный, И.М. Орлов, Н.А. Рюриков, Н.В. Фесенко, В.П. Орлов. В.Н. Штурм, М.И. Авдеева, М.Ф. Галаева, Н.Н. Коровецкая и многие-многие другие.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

В настоящее время станция имеет площадь сельхозугодий 3506 га, в том числе 3037 га пашни, посевная площадь зерновых культур 1439 га, из них 600 – в научных подразделениях.
Основные направления научных исследований:
– совершенствование системы обработки почвы, удобрения и севооборотов на фоне агроландшафта, созданного более чем за 100-летний период;
– производство и реализация оригинальных семян сельскохозяйственных культур;
– экологическое испытание новых сортов и гибридов, созданных в других научно-исследовательских учреждениях;
– создание на основе комплексного изучения генофонда новых сортов гречихи, вики, сои.
В творческом сотрудничестве с учёными ВНИИЗБК созданы новые сорта: гречиха Диалог, соя Свапа, вика посевная Ассорти, Кшень.

Ежегодно с 1998 года Россельхозакадемия на базе Шатиловской СХОС, ВНИИЗБК и Орловского государственного аграрного университета проводит научно-методический семинар День поля, а в последние годы и Ярмарку сортов, с приглашением широкого круга учёных и специалистов сельскохозяйственного производства для ознакомления с современными селекционными достижениями, показом новейшей сельскохозяйственной техники, средств защиты от вредителей и болезней. Для этого на станции высевается свыше 300 сортов и гибридов 25 полевых культур из 30 научно-исследовательских учреждений России, Белоруссии, Украины и других стран.
Опытно-производственное хозяйство "Моховое" независимо от судьбы самой станции не прекращало свою деятельность. Ведущая отрасль экономики – растениеводство, дополнительная – животноводство.
Ежегодно хозяйство производит свыше 5 тыс. тонн зерна. Урожайность зерновых – 40,6 ц/га.