“两核”：城乡综合服务核、商务科研服务核；“三轴”：白朱路生态景观展示轴和贯穿园区的宁杭铁路轴、宁杭公路轴；“四片”：面积48.79平方公里，分别是科技研发片21.79平方公里、产业加工片4.07平方公里、农业生产示范片11.13平方公里和生活服务片11.8平方公里。
功能定位
“六大功能”：即农业科技创新功能、农业科技成果转化与产业化功能、农业科技成果展示与推广功能、农业科技培训与科普教育功能、农业休闲与观光功能、新农村建设带动功能；“五大定位”：即国家农业科技示范区、南京生物农业谷核心区、有机农业示范区、农业科技创业创新特别社区、生态休闲旅游目的地，建设全国一流的农业硅谷。
建设目标
到2015年，建立工程技术中心、院士工作站、企业孵化器等研发机构20个以上；研发农业科技成果300项以上；新增涉农高科技企业50家以上；园区年产值达50亿元以上，辐射带动周边相关产业形成产值100亿元以上；集聚涉农科技人员1000名以上，带动农民创业就业10000人以上；建立完善的研究开发、人才培养、技术培训、技术推广服务体系和农业科技公共服务平台、国际交流平台。
截至2015年底，南京国家农业高新技术产业示范区内已集聚了南京农业大学、南京林业大学、江苏省农科院、农业部南京农机化研究所、江苏省中科院植物研究所、江苏省农机装备示范中心和农机试验鉴定站等7家科研单位；建立工程技术研究中心、院士工作站等市级以上各类科技平台27个，其中国家级11个；取得各类农业科技成果300多项，其中国家级科技进步奖5项、授权发明专利185件；集聚涉农企业220多家，其中农业龙头企业21家；引进高层次创业人才50余名，其中20人入选南京321人才，参与园区建设的科技创新创业人员已达到600多名；2015年，园区实现总产值56.47亿元，其中生物农业产值45.45亿元。
2008年，南京白马园区开始规划。江苏省委、省政府高度重视白马园区建设工作，罗志军书记曾亲临园区视察，指导园区建设工作。同时，为加快园区建设进程，省里专门成立了由省委常委、副省长黄莉新为组长的园区规划建设领导小组，负责园区规划建设的有关重大事项。
2009年3月，园区开始建设。
2009年5月，被南京市委、市政府列为国家科技体制综合改革试点城市建设重点内容之一。
2009年6月，被江苏省科技厅认定为省级现代农业科技园区。
2009年7月，被省政府批准建立南京白马现代农业高新技术产业园区，南京市委、市政府还将其列为国家科技体制综合改革试点城市建设重点内容之一。
2010年12月，被科技部批准为国家农业科技园区。
2011年1月，科技部正式批准南京白马农业高新技术产业园区为国家农业科技园区。
2012年，被南京市委市政府定位为中国（南京）生物农业谷。
2013年，白马园区被国家科技部认定为“江苏南京白马国家科技特派员创业基地”，被国家农业部认定为“江苏省南京市溧水区白马农业产业化示范基地”，被江苏省科技厅认定为“江苏省现代农业产业产学研协同创新基地”，被江苏省农委认定为“南京白马农产品加工集中区”。
2016年11月，据《科技部办公厅关于第三、第四批国家农业科技园区验收结果的通知》（国科办农〔2016〕61号）获悉，南京白马国家农业科技园区自2010年12月获批建以来，经过5年多的建设，已全面完成园区总体规划和实施方案规定的各项任务和指标，经园区自查、现场验收和视频答辩等评估环节，顺利通过科技部验收，且排名位居参加验收的34家园区之首。
2019年11月18日，南京白马国家农业科技园区升级为国家农业高新技术产业示范区，纳入国家农业高新技术产业示范区范畴管理并享受相关政策。
2019年11月26日，《国务院关于同意建设江苏南京国家农业高新技术产业示范区的批复》发布，同意将南京白马国家农业科技园区建设为江苏南京国家农业高新技术产业示范区，纳入国家农业高新技术产业示范区范畴管理并享受相关政策。
南京国家农业高新技术产业示范区先后被科技部认定为首批“国家科技特派员创业基地”、列入科技部首批“星创天地”备案名单，被农业部认定为第二批“国家农业产业化示范基地”，被省政府批准为“高新技术产业开发区“，被省科技厅认定为首批“江苏省现代农业产业产学研协同创新基地”，被省农委认定为“南京白马农产品加工集中区”等。园区所在的白马镇被确定为全国重点镇、国家中小城市综合改革试点单位、国家建制镇示范试点、江苏省重点中心镇、江苏新型城镇化综合改革试点镇、南京市重点新市镇等。
2016年4月，科技部中国农村中心召开了国家农业科技园区创新监测与评价工作会议，在全国118家国家农业科技园区中，南京白马国家农业科技园区创新能力水平位列全国第四。
