Название усадьба получила по фамилии её владельцев – известных дворян, учёных и общественных деятелей Вернадских. От отца Ивана Васильевича Вернадского, известного публициста, экономиста, имение перешло к его сыну – Владимиру Ивановичу, благодаря которому невзрачный деревенский хутор превратился в красивейшую усадьбу с парком и большим фруктовым садом.
Центром имения был дом размером 10 на 15 метров, он имел 6 комнат, планировку которого придумал сам учёный. (Дом сгорел в 1980-е годы).
В архитектурный ансамбль усадьбы входили каретный сарай, рига, молотилка, баня, курятник, конюшня на 14 лошадей и людские. В 1893 году появилось ещё несколько строений: дом управляющего, два просторных амбара для хранения урожая и сельскохозяйственного инвентаря. Около имения В. И. Вернадский устроил целую систему прудов. Они сохранились до сих пор. Но главной достопримечательностью имения Вернадских был парк с необычными породами деревьев, в основном сибирских лиственниц. По замыслу Вернадского, тень от лиственниц должна была закрывать середину двора, избавляя рабочих от зноя. Часть этих лесных великанов уцелела и до сегодняшнего дня. Дорожки, ведущие к беседкам на берегу пруда, были обсажены барбарисом. Особенность паркового ландшафта - аллеи пирамидальных тополей и липы.
Семья Вернадских нечасто бывала в Вернадовке в полном составе. Обычно здесь проводили летние каникулы сам Владимир Иванович и его сын Георгий, иногда они приезжали сюда на рождественские праздники.
Занимаясь политикой и научной работой, В. И. Вернадский всё меньше и меньше уделял внимания имению. В 1911 году он передал доверенность на управление имением сыну Георгию, который в 1917 году подал заявление в исполком поселкового совета при станции Вернадовка о том, что он готов безвозмездно передать имение сельскому совету, но с условием, что на его базе будет создано сельскохозяйственное училище. Однако революция всё переменила, помешав осуществиться мечте великого общественного деятеля, учёного Владимира Ивановича Вернадского. В последний раз он увидел станцию Вернадовка в 1943 году, когда возвращался из Казахстана, где был в эвакуации.
На долгие годы усадьба и её знаменитые обитатели были забыты. И только в последнее время усилиями Тамбовской областной администрации, Комитета природных ресурсов, Международного экологического неправительственного фонда им. В. И. Вернадского происходит возрождение Вернадовки. В 2005 году здесь открылся Дом–музей В. И. Вернадского. Главные экспонаты – это книги самого учёного, коллекция минералов, научные приборы. Во второй половине дома расположился Ноосферный центр, занимающийся разработкой программ экологического воспитания учащихся, по защите окружающей среды.
С конца 1990-х годов в Тамбовской области регулярно проводятся конференции, посвящённые роли научного наследия В. И. Вернадского в решении современных экологических проблем.