Là huyện có địa bàn rộng; địa hình, đất đai, thổ nhưỡng lại không đồng nhất, do đó, Thạch Thất gặp nhiều khó khăn trong phát triển sản xuất nông nghiệp. Bên cạnh đó, trong huyện có nhiều làng nghề đa dạng thu hút lao động, hấp dẫn hơn nghề nông; Tốc độ đô thị hóa nhanh, diện tích đất sản xuất nông nghiệp ngày càng một thu hẹp; sản xuất nông nghiệp của huyện hết sức manh mún, nhỏ lẻ, chất lượng và hiệu quả sản xuất thấp, hiệu quả sử dụng đất chưa cao... Trước thực trạng trên, Huyện ủy Thạch Thất đã ban hành chương trình chuyên đề số 10 về “Đẩy mạnh phát triển kinh tế toàn diện, hiệu quả, bền vững, xây dựng NTM, từng bước nâng cao đời sống nhân dân huyện giai đoạn 2011-2015”.
Thực hiện chương trình này, huyện đã tập trung quy hoạch vùng sản xuất nông nghiệp phù hợp với từng địa bàn, từng khu vực và từng xã: khu vực chuyên trồng lúa chất lượng cao, rau an toàn ở các xã Hương Ngải, Canh Nậu, Dị Nậu….; Khu vực cây ăn quả ở các xã vùng đồi gò, miền núi Kim Quan, Bình Yên, Yên Bình, Hạ Bằng, Đồng Trúc…..Trong đó, xã Hương Ngải là một điển hình với trên 350 ha, diện tích đất sản xuất nông nghiệp đã quy hoạch và thực hiện theo quy hoạch gồm: vùng trồng lúa chất lượng cao, vùng sản xuất rau an toàn, vùng chuyển đổi mô hình trong sản xuất nông nghiệp đối với những nơi đất xấu, ruộng trũng..
Huyện đã chỉ đạo mạnh dạn áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, đưa các loại giống cây trồng có năng suất, chất lượng cao ở 2 vụ chính, giống rau màu, cây có củ ở vụ Đông đều đã đem lại hiệu quả. Đáng chú ý, trong thời gian qua Thạch Thất đã lựa chọn các loại giống lúa có năng suất, chất lượng cao làm khâu đột phá để phát triển sản xuất nông nghiệp. Năm 2010, diện tích trồng các loại giống lúa dài ngày, năng suất thấp chiếm 65% diện tích gieo cấy, thì đến nay hơn 95% diện tích đã được gieo cấy các loại giống lúa ngắn ngày, có năng suất, chất lượng cao như BC15, Thiên ưu 8, RVT... Năng suất trung bình đạt hơn 62 tạ/ha. Cùng với đó, huyện tập trung áp dụng các tiến bộ khoa học - kỹ thuật vào sản xuất, tạo ra chu trình khép kín từ khâu làm đất đến thu hoạch sản phẩm đã góp phần giải phóng sức lao động, nâng cao hiệu quả kinh tế cho người dân.
Việc tranh thủ sự quan tâm, liên kết 4 nhà (Nhà nước, nhà khoa học, nhà doanh nghiệp, nhà nông) được huyện thúc đẩy, khuyến khích, từ đó, một số xã đã chủ động liên hệ, phối hợp để chuyển giao khoa học kỹ thuật, các loại giống cây trồng vật nuôi, máy móc nông nghiệp. Từ thực tế cơ sở, huyện đã có những quyết sách với một số cơ chế đầu tư, hỗ trợ cho các xã xây dựng mô hình điểm đã đem lại hiệu quả thiết thực như: Đầu tư xây dựng nhà lạnh bảo quản giống cây trồng đầu tiên ở xã Hương Ngải trị giá 950 triệu đồng; đầu tư mua sắm máy móc sản xuất nông nghiệp, cơ giới hóa đồng bộ, cùng với xã hội hóa các nguồn lực đầu tư của HTX nông nghiệp. Vì vậy, mô hình cấy máy đang dần mở rộng, mô hình thu hoạch bằng máy và sau thu hoạch đã và đang được triển khai.
Các mô hình chuyển đổi từ lúa kém hiệu quả sang lúa - cá, cây củ quả, chăn nuôi kết hợp như mô hình Thanh long (xã Kim Quan, Bình Yên, Lại Thượng); mô hình lúa - cá, mô hình rau an toàn, mô hình hoa ly, hoa lan ở Hương Ngải, Đại Đồng; và các mô hình chăn nuôi ở các xã Tiến Xuân, Yên Bình, Thạch Hòa… phát triển đã đem lại hiệu quả kinh tế ổn định, một hecta cho thu nhập từ 150-250 triệu đồng/năm.
Dồn điền đổi thửa không phải là một tiêu chí NTM, nhưng là tiền đề, cơ sở để phát triển sản xuất nông nghiệp ngày một hiện đại được huyện đặc biệt quan tâm. Với sự tập trung chỉ đạo quyết liệt, qua 2 năm 2012 - 2013, toàn huyện đã hoàn thành và vượt diện tích kế hoạch đề ra trong đó có xã Hương Ngải với trên 230 ha. Đây là nhiệm vụ cực kỳ khó khăn, được coi là cuộc cách mạng trong phát triển nông nghiệp, quá trình triển khai thực hiện dân chủ với phương châm “dân biết, dân bàn, dân làm, dân kiểm tra, dân hưởng lợi. Công tác DĐĐT hoàn thành qua 3 vụ sản xuất đã giúp cho sản xuất nông nghiệp có nhiều thay đổi với nhiều thuận lợi, tạo điều kiện để áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, đưa cơ giới hóa vào sản xuất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, giải phóng một phần sức lao động trực tiếp, giảm chi phí đầu tư cho nông dân, tăng giá trị hiệu quả trên một đơn vị diện tích.
Phó Chủ tịch UBND huyện Thạch Thất Chu Đại Thành cho biết, sau gần 5 năm xây dựng NTM, sản xuất nông nghiệp trên địa bàn huyện có bước phát triển mới. Đời sống người dân ngày càng được cải thiện. Toàn huyện đã đầu tư hơn 3.700 tỷ đồng xây dựng NTM, trong đó, nguồn vốn xã hội hóa đạt gần 1.600 tỷ đồng và người dân hiến hơn 21 nghìn m2 đất. Công tác dồn điền đổi thửa hoàn thành vượt kế hoạch đã bước đầu khắc phục tình trạng ruộng đất manh mún, nhỏ lẻ. Bộ mặt nông thôn ngày càng khang trang, sạch đẹp, nhất là hệ thống hạ tầng giao thông, thủy lợi, trường học, trạm y tế được đầu tư đồng bộ, hiệu quả. Trong thời gian tới, huyện Thạch Thất tiếp tục tập trung nguồn lực đẩy nhanh tiến độ xây dựng nông thôn mới, quan tâm đầu tư cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất theo hướng phát triển nông nghiệp chất lượng cao, nâng cao đời sống người dân. Đối với 9 xã chưa đạt chuẩn, phấn đấu mỗi xã mỗi năm đạt thêm từ 2 đến 3 tiêu chí, đạt huyện nông thôn mới vào năm 2018.