饑饉問題壹向是壹切慈善和公益事業首要關註的問題。洛克菲勒基金會認為要根治饑饉關鍵在於改良農業，使糧食大幅度增產。繼醫藥衛生之後，農業改良也壹直是洛氏基金會長期的重點。在基金會成立之前，“教育總會”曾在美國南方黑人較多的貧困農村進行過玉米品種改良和農業體制改良相結合的工作，取得很好效果。基金會成立後，這項工作主要在第三世界開展，其做法是資助有關國家的農業改良技術研究並創建將新成果推廣的機制和方法。基金會特別註意結合當地實際情況因地制宜，盡量利用當地的人力資源和已有的經驗，以取得事半功倍的效果。 幾十年來這個領域相對投資較小而成績較為顯著。
據說這壹項目最早的啟發來自1941年會長福斯迪克與當時的美國副總統華萊士的壹次談話。華萊士從墨西哥訪問回來後告訴福斯迪克，如果墨西哥的玉米和大豆單位面積產量能提高10%，當地人民的生活就可以大大改善。之後，洛克菲勒基金會的董事會討論了華萊士的提法，決定派出三名專家到墨西哥考察——壹名植物病理學家、壹名遺傳和玉米專家、壹名土壤學家，分別來自明尼蘇達、哈佛和康乃爾大學。他們在墨西哥旅行了5000英裏，經過廣泛考察，提出壹項被認為具有經典意義的報告。報告不但提出了科學技術方案，而且特別強調，不能單純給予資助，必須積極參與規劃和對援助的使用，包括現場指導，結合當地具體條件建立有效機制。1942年，墨西哥農業部正式邀請洛克菲勒基金會進行改良農業的合作。1943年，雙方簽訂意向書：墨西哥政府提供土地、勞力、部分實驗房屋和培訓費用，基金會負擔大部分運作的費用並在墨西哥城建立壹個工作班子，由美國植物病理學家哈拉爾領導，其余成員皆由墨政府委派。這是壹項長期的合作，最高峰時有18名美國專家和100名墨西哥人同時工作。到60年代中期，20年中在這壹班子中實習過的墨西哥人達700人，其中有100多人被選拔到美國學習並獲碩士學位。60年代以後即由培養 出來的墨西哥專家領導。哈拉爾博士帶領的班子堅持實地考察、示範和因地制宜的工作方法，也采用行之有效的土辦法。經過多年的研究、實驗和推廣，在玉米和小麥的土壤和品種改良方面成績斐然。墨西哥原來50%的小麥依靠進口，玉米也不能完全自給。在此項實驗的18年中，墨西哥人口增長了60%，小麥和玉米卻達到了自給，基本不需要進口。根據聯合國1963年公布的數字，墨西哥在過去10年中農業總的年增產量平均達7%，這是與洛克菲勒基金會的大規模長期援助分不開的。這壹經驗的另壹可貴之處是培養了能夠適應發展中國家各種艱苦條件的專家。
基金會與墨西哥合作的成果之壹是建立了推廣的機制，例如在 墨西哥培養的專家到哥倫比亞開展工作，在哥倫比亞培養的人才又到智利從事同樣的項目，形成壹種鏈條。在資金方面，基金會給予必要的資助，但是更重要的是促使當地政府重視這項工作，使當地政府越嘗到好處，越願意多投入，同時改革其農業管理機制。繼拉美國家之後，或同時，這種合作又推向中東、南亞和非洲。當然由於國情不同，成功的程度也不同。其中比較著名的成功例子是印度的“綠色革命”。基金會在印度的工作始自1956年，先派出12名專家。1958年，資助新德裏的印度農業研究院成立研究生院，並派出顧問和訪問教授。從壹開始，此項工作即是基金會與印度中央和各省政府、各地新成立的農業大學以及印度農業研究委員會的合作項目，基本上沿用墨西哥的政府劃撥土地的模式。在印度全國各地不但建立農業學校而且建立了無數實驗田。60年代在大面積推廣哥倫比亞的良種玉米方面取得大幅度增產的成績。1970年原來曾為基金會派往墨西哥的農業科學家諾曼·博洛格（Norman Borlaug）因在印度進行水稻雜交成功而獲諾貝爾獎。當時有人提出應把這項獎給洛克菲勒基金會的集體。
洛克菲勒基金會另壹項重要的成績是1959年與福特基金會協議合作在菲律賓建立世界稻米研究所，包括生產、分配和成果利用。菲律賓政府撥給土地，福特為建築出資700萬美元，洛克菲勒提供技術指導、行政管理和運作費用，每年約50萬美元。這壹研究所規模巨大、設備齊全，還有200英畝水灌試驗田，於1962年正式開業。董事會有6個國家和地區的代表，分別來自泰國、日本、印度、菲律賓、美國和中國臺灣。主持實驗的是壹名印度專家，多數工作人員來自東南亞盛產稻米的國家和地區。現已收集世界70余國6000多種稻谷進行實驗，從中選出良種，加以處理冷藏，分門別類，標明特性，供世界各國交換。以後按此模式擴大到其他國家。現在全世界***有16個國際農業中心。
1963年在基金會成立50周年的時候，確定了新的五大優先問題：征服饑饉、控制世界人口、有選擇地加強發展中國家的某些高等院校和研究機構、協助文化發展以及爭取全體美國公民機會平等。除最後壹項外，對象都是發展中國家。90年代，它大力資助的項目有：臨床流行病研究、農林技術研究（肯尼亞）、熱帶作物病理研究（尼日利亞）、水稻品種改良（菲律賓）等等，僅1993年壹年對此類項目的撥款就近500萬美元。
鑒於亞洲國家人口密集，地少人多，基金會更加強調基因研究以提高單位面積產量，同時維持土地的可持續耕種。目標是在2005年通過生物技術提高稻米產量20%而不降低土地質量。此項集中在亞洲的國際稻米生物技術 研究項目，從1984年開始。起初集中在稻種基因的生物工程研究方面，資助康乃爾大學制定稻米基因譜系向全世界產稻國家傳播。這是壹項長期計劃，在科研取得壹定成果後，把重點放在人才培養、技術轉讓和在亞洲國家創造將來獨立繼續進行這項工作的能力。迄今已經與亞洲及其他地區350名科學家進行合作，從1984年至1998年，這壹項目的獎學金在各國培養了183名專家，其中許多人在本國已成為這方面的領導骨幹，繼續領導研究和國際交流。到目前為止，研究的結果證明新品種的稻谷比原來預期的還可以多供給1億人口，20年內受惠人口還可以增加1.5億。最新的成就是發現有8種糧食作物與稻米有***同的染色體特征，所以在稻米研究方面取得的成績也可以用於這些糧食作物。在中國，農業科學方面的合作也是重點之壹。
在非洲，自1988年起，基金會主要在肯尼亞、馬拉維、烏幹達和津巴布韋進行這壹項目，但只是根據其特點，與亞洲的目標和做法都不相同，不過推廣新技術、培養人才的做法則相同。