ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อนอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ได้รับการสถาปนาจากพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เมื่อวันที่ 8 สิงหาคม พ.ศ. 2522 ในคราวเสด็จพระราชดำเนินมาเปิดศาลพระบวรราชานุสาวรีย์ของพระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว ณ ตำบลเขาหินซ้อน อำเภอพนมสารคาม จังหวัดฉะเชิงเทรา ณ ที่นั้นราษฎร 7 ราย ได้น้อมเกล้าฯ ถวายที่ดินบริเวณหมู่ 2 ตำบลเขาหินซ้อน อำเภอพนมสารคาม จังหวัด ฉะเชิงเทราจำนวน 264 ไร่เพื่อต้องการให้สร้างพระตำหนัก ด้วยเห็นว่าพระเจ้าอยู่หัวเสด็จไปที่ไหนก็พยายามที่จะพัฒนาทำให้ที่ดินเจริญขึ้น เนื่องจากผืนดินเสื่อมโทรมไม่สามารถทำการเกษตรได้ ดังพระราชดำรัส “... ประวัติมีว่า ตอนแรกมีที่ดิน 264 ไร่ ที่ผู้ใหญ่บ้านให้เพื่อสร้างตำหนักในปี 2522 ที่เชิงเขาหินซ้อนใกล้วัดเขาหินซ้อน ตอนแรกก็ต้องค้นคว้าว่าที่ตรงนั้นคือตรงไหน ก็พยายามสืบถาม~ก็ได้พบบนแผนที่พอดีอยู่มุมบนของระวางของแผนที่ จึงต้องต่อแผนที่ 4 ระวาง สำหรับให้ได้ทราบว่าสถานที่ตรงนั้น อยู่ตรงไหน ก็เลยถามผู้ที่ให้ที่นั้นนะ ถ้าหากไม่สร้างตำหนัก แต่ว่าสร้างเป็นสถานที่ที่จะศึกษาเกี่ยวกับการเกษตรจะเอาไหม เขาก็บอกยินดีก็เลยเริ่ม ทำในที่นั้น ...”
          พื้นที่บริเวณดังกล่าวมีสภาพเสื่อมโทรม ดินขาดความอุดมสมบูรณ์ เนื้อดินเป็นทราย มีการชะล้างพังทลายของดินสูง ดินรองรับน้ำได้เพียง 30 มิลลิเมตร มีการปลูกพืชชนิดเดียว (มันสำปะหลัง) ติดต่อกันเป็นเวลานาน โดยไม่มีการปรับปรุงบำรุงดิน ผลผลิตพืชที่ได้รับต่ำ ดังพระราชดำรัส “…ปัญหาที่ 1. ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อำเภอพนมสารคาม จังหวัดฉะเชิงเทรา : 2522 ...มีการตัดป่า แล้วปลูกพืชไร่ เช่น ข้าวโพด และมันสำปะหลัง ซึ่งทำให้ดินจืดและกลายเป็นดินทราย มีแร่ธาตุน้อย ในฤดูแล้งจะมีการชะล้างเนื่องจากลมพัด (wind erosion) ในฤดูฝนจะมี การชะล้างเนื่องจากน้ำเซาะ (water erosion)…” และ “…ตอนศึกษาดูพื้นที่นั้น พัฒนายากมากเพราะว่ามีแต่หิน แล้วก็เขาปลูกมันสำปะหลัง ก็เลยนึก ว่าอาจจะสาธิตการปลูกมันสำปะหลัง มันสำปะหลังนั้นแม้จะไม่มีน้ำ ก็ยังพอปลูกได้โดยง่าย แต่ที่นี่เขาปลูกมันสำปะหลังไม่ขึ้น หมายความว่าอะไร ปุ๋ยไม่มี น้ำไม่มี มีแต่ทราย ก็เลยว่าจะต้องพัฒนาที่นี่ให้เป็นที่ที่สามารถปลูกแม้แต่มันสำปะหลังอย่างนี้~การปลูกมันสำปะหลังก็ต้องรู้การสร้างดิน ไม่ใช่ทราย มีแต่ทราย แล้วก็สร้างน้ำ เพื่อที่จะให้มีความชุ่มชื้นหน่อย มันสำปะหลังนี้เขาเข้มแข็งมาก ไม่ต้องน้ำเท่าไร แต่ที่นั่นมันไม่ขึ้น ก็ถามกำนันคนที่ให้ที่ เขายอมรับว่าเขาให้เพราะเขาทำไม่ได้ เพราะเขาปลูกมันสำปะหลังไม่ได้ มหัศจรรย์ แต่เขาก็ยินดีถวาย แล้วก็ 264 ไร่ ก็เห็นว่า น้อยเกินไป ก็เลยบอกว่าที่ตรงนั้นขอซื้อเพิ่มเติมหน่อยได้ไหม เขาก็ขาย ขายตรงนั้น เขาเตรียมสำหรับปลูกมันสำปะหลังแล้ว แต่ว่าเขาไม่ได้ปลูก...”
          เมื่อทำการสำรวจสภาพปัญหาของพื้นที่ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ พระราชทานข้อเท็จจริงแก่เจ้าหน้าที่ผู้เกี่ยวข้อง ณ ศาลาดุสิดาลัย เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม 2531 ความตอนหนึ่งว่า “...อันแรกก็ได้ให้กรมชลประทานได้สร้างเป็นอ่างเก็บน้ำ ซึ่งดูๆไปแล้วก็แปลก เพราะว่าอ่างเก็บน้ำนั้นเท่ากับกินที่ของที่ที่ได้มาเกือบทั้งหมดจะเหลือเพียงไม่กี่ไร่ที่จะใช้สำหรับการเพาะปลูก โดยใช้น้ำชลประทานก็เริ่มต้นอย่างนั้นคือ ไม่ถือว่าผิดหลักวิชา ความจริงก็ผิดหลักวิชามีที่เท่าไรก็มาใช้ ส่วนใหญ่เป็นอ่างเก็บน้ำ แล้วก็มาใช้ประโยชน์สำหรับการเพาะปลูกเพียงไม่กี่ไร่ แต่ถือว่าทำเป็นตัวอย่างแล้ว ผลประโยชน์ที่จะได้ก็ไม่ใช่เฉพาะในที่ของเรา เป็นในที่ที่ลงไป ข้างล่างคงได้รับประโยชน์สำหรับสถานที่ก่อสร้างนั้น...” และ “...ก่อนอื่นได้สร้างเขื่อนกั้นห้วยเจ๊ก ซึ่งมีน้ำซับ (พิกัด QR.715208) เมื่อไปทำพิธีเปิดพระบรมรูปสมเด็จพระปิ่นเกล้าฯ ที่วัดเขาหินซ้อน ได้ไปสำรวจพื้นที่และกำหนดที่ทำเขื่อน (8 สิงหาคม 2522) ต่อจากนั้นได้สร้างอ่างเก็บน้ำเพิ่มเติม (นอกเขต) คือ อ่างห้วยสำโรงเหนือ และห้วยสำโรงใต้...” และ “...เมื่อพัฒนาน้ำขึ้นมาบ้างแล้ว ก็เริ่มปลูกพืชไร่และเลี้ยงปลาในที่ลุ่ม ส่วนที่อยู่บนเนินก็เลี้ยงปศุสัตว์ ปลูกหญ้า และต้นไม้ผลและป่า การเลี้ยง ปศุสัตว์ ปลูกหญ้าและต้นไม้นี้ จะทำให้ดินมีคุณภาพดีขึ้น ในที่สุดจะใช้ที่ดินได้ทั้งหมด กรรมวิธีนี้อาจต้องใช้เวลานาน จะสามารถเปลี่ยนจากกระบวนการที่ไปทางเสื่อมมาเป็นทางพัฒนาให้เป็นพื้นที่สมบูรณ์~เมื่อ จำแนกชั้นสมรรถนะของดินสำหรับพืชไร่ และการปลูกป่าแล้ว ก็สมควรที่จะมีการปลูกพันธุ์ไม้ ซึ่งนอกจากจะเป็นประโยชน์ต่อการรักษาผิวดินและความชุ่มชื้นของอากาศแล้ว ยังมีประโยชน์ต่อการใช้ในครัวเรือน อาทิ ไม้เพื่อทำฟืน ไม้เพื่อทำบ้าน และไม้ผล เป็นต้น...”
          ทรงพระราชทานพระราชดำริในการจัดตั้งศูนย์ศึกษาการพัฒนาอันเนื่องมาจากพระราชดำริ กล่าวคือ “…ด้านหนึ่งก็เป็นจุดประสงค์ของศูนย์ศึกษา ก็เป็นสถานที่สำหรับค้นคว้าวิจัยในท้องที่ เพราะว่าแต่ละท้องที่สภาพฝนฟ้าอากาศและประชาชนในท้องที่ต่างๆ กันก็มีลักษณะแตกต่างกันมากเหมือนกัน…” และ “…เป็นการสาธิตการพัฒนาเบ็ดเสร็จ หมายถึง ทุกสิ่ง ทุกอย่าง ทุกด้านของชีวิต ประชาชนจะหาเลี้ยงชีพในท้องที่ จะทำอย่างไร และได้เห็นวิทยาการแผนใหม่ จะสามารถที่จะหาดูวิธีการจะทำมาหากินให้มีประสิทธิภาพ…” ที่สำคัญคือ “…ศูนย์ศึกษาการพัฒนาฯ เป็นศูนย์ที่รวบรวมกำลังทั้งหมดของเจ้าหน้าที่ทุกกรมกองทั้งในด้านการเกษตรหรือในด้านสังคม ทั้งในด้านหางานการส่งเสริมการศึกษามาอยู่ด้วยกัน ก็หมายความว่าประชาชนซึ่งจะต้องการทั้งหลายก็สามารถที่จะมาดู ส่วนเจ้าหน้าที่จะให้ความอนุเคราะห์แก่ประชาชน ก็มาอยู่พร้อมกันในที่เดียวกันซึ่งเป็นสองด้าน ก็หมายความถึงว่า สำคัญปลายทาง คือ ประชาชนจะได้รับประโยชน์ และต้นทางของผู้เป็นเจ้าหน้าที่จะให้ประโยชน์…”

ทรงพระราชทานแนวทางการพัฒนาศูนย์ศึกษาการพัฒนา เขาหินซ้อนอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ดังนี้
1) พัฒนาให้เป็นศูนย์ตัวอย่างด้านเกษตรกรรมที่สมบูรณ์แบบทั้งการพัฒนาแหล่งน้ำ ฟื้นฟูสภาพป่า การพัฒนาดิน การวางแผนปลูกพืช และเลี้ยงสัตว์ที่เกษตรกร และผู้สนใจสามารถเข้ามาชมศึกษาค้นคว้าหาความรู้เพิ่มเติมและนำไปปฏิบัติตามได้ เพื่อพัฒนาอาชีพและพื้นที่ทำกินของตนให้เพิ่มผลผลิตมีฐานะความเป็นอยู่ที่ดีขึ้น พร้อมทั้งส่งเสริมงานศิลปหัตถกรรมพื้นบ้านเป็นอาชีพเสริม เพิ่มฐานะความเป็นอยู่ที่ดีขึ้น เพิ่มรายได้จากอาชีพหลักอีกทางหนึ่ง
2) พัฒนาพื้นที่รอบนอกศูนย์ศึกษาฯบริเวณลุ่มน้ำโจนให้มีความเจริญขึ้น เป็นตัวอย่างแก่การพัฒนาพื้นที่อื่นๆต่อไป
3) ให้นำวิธีการที่ได้ผลมาแล้วถูกต้อง ประหยัด และเกิดประโยชน์สูงสุดมาดำเนินการ
          ต่อมาราษฎรได้น้อมเกล้าฯ ถวายที่ดินเพิ่มเติมอีก 497 ไร่ ผนวกกับที่ดินบริเวณสวนรุกขชาติและสวนพฤกษศาสตร์ และได้ทรงซื้อที่ดินที่อยู่ติดกับศูนย์ฯ เพิ่มเติมเพื่อจัดทำโครงการพัฒนาส่วนพระองค์เขาหินซ้อน เนื้อที่ 655 ไร่ รวมเนื้อที่ทั้งหมดของศูนย์ฯ 1,895 ไร่ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ชื่อว่า “ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อำเภอพนมสารคาม จังหวัด ฉะเชิงเทรา” (สำนักราชเลขาธิการ ที่ รล 0002/3041 ลงวันที่ 29 มีนาคม 2523) และต่อมาได้พระราชทานนามว่า “ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อนอันเนื่องมาจากพระราชดำริ” นับเป็นศูนย์ศึกษาการพัฒนาอันเนื่อง มาจากพระราชดำริแห่งแรกในจำนวน 6 ศูนย์ทั่วประเทศ
          ผลงานของศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อันเนื่องมาจากพระราชดำริ เปรียบเสมือน “ต้นแบบ” ของความสำเร็จ ที่สามารถเป็นแนวทาง และตัวอย่างให้แก่พื้นที่อื่นๆ โดยรอบได้ทำการศึกษา ดังที่ได้ทรงพระราชทานประวัติเบื้องต้นของศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อันเนื่องมาจากพระราชดำริ เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2531 ความว่า “...ศูนย์ศึกษา ที่หินซ้อนก็เป็นศูนย์ศึกษาแรก ผลที่ศูนย์ศึกษาหินซ้อนนั้นอาจมีน้อย เพราะว่าภูมิประเทศที่จำกัด ต่อมาความคิดของศูนย์ศึกษาก็ได้แผ่ขยาย ออกไป...”
          ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อันเนื่องมาจากพระราชดำริ ได้สนองพระบรมราโชบายในการบริหารจัดการองค์กรตามแนวทางที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงมุ่งหวังที่จะพัฒนาให้เป็นแหล่งเอนกประสงค์ของผู้คนในทุกด้าน โดยให้ศูนย์ฯ ทำหน้าที่เสมือน “พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติที่มีชีวิต” (Living Natural Museum) และเป็นศูนย์รวมการพัฒนาแบบเบ็ดเสร็จ (One stop service) กล่าวคือ เป็นทั้งศูนย์สรรพวิทยาการ และการพักผ่อนหย่อนใจไปในคราวเดียวกัน ดังพระราชดำริที่ว่า “…เป็นสถานที่แห่งหนึ่งที่คนทุกระดับสามารถที่จะมาดู จะว่าเป็นโรงเรียนก็ไม่ใช่ แต่ว่าเป็นที่มาดูมาศึกษาก็ได้ คือ เป็นทัศนศึกษา พานักเรียน นักศึกษา วิทยาลัยก็ตาม หรือไม่ใช่นักเรียน เป็นข้าราชการทุกชั้น ตั้งแต่ชั้นผู้น้อยมาจนถึงชั้นผู้ใหญ่ทุกระดับ ทุกอย่าง คือ หมายความว่าทุกหน้าที่สามารถมาดูในแห่ง เดียวกัน วิธีการที่จะพัฒนาในสายต่างๆ ของวิชาการ อันนี้เท่ากับเป็นเหมือนพิพิธภัณฑ์ที่จะมาดูอะไร มีวิชาการใดที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา~นอกจากนั้นไปดูศูนย์ศึกษาก็ไปหย่อนใจได้ เพราะว่าทำงานเครียดก็ไปเที่ยวศูนย์ศึกษาเหมือนไปเที่ยวสวนสาธารณะก็ได้ความรู้ด้วย นี่แหละเป็นหลักของศูนย์ศึกษาการพัฒนา…”
          ด้วยพระบารมีของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ผลจากการศึกษาพัฒนาที่ผ่านมา 26 ปี แสดงให้เห็นว่า สภาพแวดล้อม และระบบนิเวศของศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อันเนื่องมาจากพระราชดำริได้เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ดังที่ได้ทรงพระราชทานพระราชดำรัสแก่เจ้าหน้าที่ศูนย์ฯ เมื่อวันที่ 23 เมษายน 2540 ความว่า “…ที่ เขาหินซ้อนหลายฝ่ายช่วยกันใช้เวลา 15 ปี ที่นี่จึงเป็นแม่แบบช่วยชาวบ้านได้ ที่อื่นเลยทำง่ายขึ้น ต้องอดทน แล้วเป็นไง ก็ได้ประโยชน์ ชาวบ้านมีความสุข เราก็สุข ที่นี่ เมื่อก่อนปลูกมันสำปะหลังยังไม่ขึ้นเลย เดี๋ยวนี้ดีขึ้น แต่ก็เย็นสบายดี เปลี่ยนแปลงไป มาก…”