Veliki broj iskusnih znanstvenika i postojeća znanstveno-tehnološka infrastruktura Fakulteta omogućuju prijavu i mentorstvo za stjecanje najvišeg akademskog stupnja u Republici Hrvatskoj  - doktorata znanosti (dr.sc.).

Završni rok za obranu doktorske disertacije te stjecanje doktorata znanosti izvan doktorskog studija je 15. kolovoza 2011. godine. Na temelju posebne molbe doktoranda o kojoj odlučuje nadležno tijelo sastavnice Sveučilišta, navedeni rok može se produžiti najkasnije do 5. kolovoza 2012. godine (Odluka Senata 79KB)

Za stjecanje doktorata znanosti izvan doktorskog studija pristupnik treba udovoljiti  jednom od tri uvjeta: (a) najmanje godinu dana rada u znanstveno-nastavnoj ustanovi; ili (b) najmanje godinu dana rada na znanstveno-istraživačkom projektu; ili (c) objavljen jedan znanstveni rad.

Sukladno bolonjskom procesu Agronomski fakultet utemeljuje dva poslijediplomska (doktorska) studija:
"Poljoprivredne znanosti" koji se izvodi od akademske godine 2005./2006.  i
"Ekonomika poljoprivrede" koji se izvodi od akademske godine  2007./2008.

Studiji pripadaju  biotehničkom znanstvenom području, znanstvenom polju poljoprivrede, a svojim kadrom i modulima pokrivaju sve znanstvene grane ovoga znanstvenog polja.

Upis na poslijediplomske doktorske studije omogućuje se i studentima koji su stekli magisterij znanosti prije stupanja na snagu novoga Zakona o znanstvenom radu i visokom obrazovanju. Oni mogu upisati treću godinu studija, s obvezom javne obrane teme disertacije najkasnije 6 mjeseci prije njezine obrane. Pod istim uvjetima treću godinu studija mogu upisati i aktualni polaznici magistarskih studija, ako su položili sve ispite. U slučaju upisa treće godine poslijediplomskog doktorskog studija, obavezni su prije obrane disertacije objaviti jedan znanstveni rad indeksiran u a1 bazama podataka.

Postupak stjecanja doktorata znanosti izvan doktorskog studija u nadležnosti je Odbora za poslijediplomski doktorski studij i doktorate (odborpdsd@agr.hr).