ใน พ.ศ. 2441 มีการประกาศตั้งกรมเกษตรากรขึ้นเป็นกระทรวงเกษตราธิการเช่นเดิมและย้ายกรมเกษตรากร กรมแผนที่ และกรมแร่กลับมาอยู่ในสังกัดตามเดิมด้วย หน้าที่ของกระทรวงเกษตราธิการ แบ่งออกเป็นงานดูแล และส่งเสริมการเกษตรด้านต่างๆ อาทิ
1. งานด้านการชลประทาน มีการจัดทำข้อตกลงความร่วมมือกับรัฐบาลประเทศเนเธอร์แลนด์ในการพิจารณาวางโครงการชลประทานในประเทศไทย และจัดตั้งกรมคลองขึ้น เมื่อ พ.ศ. 2445 เพื่อทำการตรวจระดับพื้นที่สำหรับการชลประทานโครงการที่สำคัญ ได้แก่ สกีมชัยนาท หรือโครงการเขื่อนเจ้าพระยาในปัจจุบัน ต่อมามีการยกกรมคลองไปขึ้นอยู่กับกระทรวงโยธาธิการ และเปลี่ยนชื่อเป็นกรมทาง ทำหน้าที่สร้างเส้นทางคมนาคมทางบก และทางน้ำ ส่วนการสร้างคลองเพื่อประโยชน์ด้านการเพาะปลูกให้อยู่ในหน้าที่ของเสนาบดีกระทรวงเกษตราธิการ และต่อมามีการรวมกิจการของกรมคลองเก่า โดยเปลี่ยนชื่อเป็นกรมทดน้ำ และเปลี่ยนมาเป็นกรมชลประทาน เมื่อ พ.ศ. 2470 ตามลำดับ
2. งานด้านการเพาะปลูก ให้ความสำคัญในเรื่องของไหมก่อน โดยร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญจากประเทศญี่ปุ่น ในการทดลองเพาะเลี้ยงไหม และเผยแพร่วิธีการเลี้ยงไหมให้กับคนไทย และจัดตั้งกรมช่างไหมขึ้นมาดูแล ซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นกรมเพาะปลูกใน พ.ศ. 2451 มีการจัดการประกวดพันธุ์ข้าวทั่วราชอาณาจักรขึ้นเป็นครั้งแรก เมื่อ พ.ศ. 2453 ในงานแสดงกสิกรรมและพานิชการ
3. งานด้านการปศุสัตว์ มีการดำเนินการต่างๆ เช่น สร้างสถานีผสมพันธุ์สัตว์ ส่งเสริมและให้คำแนะนำแก่ประชาชนทั่วไปในการเลี้ยงสุกร เป็ด ไก่ รวมถึงจัดตั้งโรงเรียนสัตวแพทย์ขึ้นในกรมเพาะปลูก เมื่อ พ.ศ. 2457 เพื่อดำเนินการป้องกันโรคระบาดในสัตว์เลี้ยง พ.ศ. 2464 ได้โอนกรมป่าไม้จากกระทรวงมหาดไทยมาสังกัดกระทรวงเกษตราธิการ และจัดตั้งกรมรักษาสัตว์น้ำขึ้นอีกกรมหนึ่ง เมื่อ พ.ศ. 2468 นอกจากนี้ ได้รวมกรมแผนที่ กรมราชโลหกิจ และภูมิวิทยา ในสังกัดกระทรวงมหาดไทย ตั้งขึ้นเป็นกรมทะเบียนที่ดินด้วย