Агропромышленный комплекс Поволжья представлен развитым сельским хозяйством и перерабатывающей промышленностью межрайонного значения. Район издавна был одним из важнейших земледельческих в стране. В настоящее время он занимает первое место в России по площади сельскохозяйственных угодий (18,7%). Из 25,5 млн. га посевной площади примерно 18–19 млн. га заняты зерновыми культурами. На район приходится 18,4% российского производства зерна. По этому показателю он уступает лишь Северо-Кавказскому. Особое место в зерновом хозяйстве занимает производство яровых высокобелковых и твердых сильных пшениц. Посевы озимой пшеницы расположены в основном на Правобережье, в Саратовской и Волгоградской областях, где зима значительно мягче, чем в Заволжье.
Поволжье выделяется среди других районов и выращиванием крупяных культур. В хорошо увлажненных его частях выращивают гречиху, а в более засушливых – просо. В Астраханской обл. выращивают рис.
Технические культуры занимают существенно меньшие посевные площади. Преобладают в их посевах масличные: подсолнечник, горчица. Подсолнечника особенно много в Саратовской обл. Горчицу выращивают в Волгоградской и Саратовской областях. По производству горчицы Поволжье занимает первое место в стране.
Из других культур стоит отметить коноплю (Пензенская и Ульяновская обл.), лен-долгунец (Татарстан, Ульяновская обл.), кориандр и мак (Самарская и Саратовская области).
Отрасли специализации сельского хозяйства Поволжья – овощеводство и бахчеводство. Основной ареал их выращивания – Волго-Ахтубинская долина Астраханской обл. Широко известны астраханские помидоры и высокосахаристые арбузы.
Развито животноводство молочно-мясного и мясошерстного направления. Район дает 14,1% общероссийского производства мяса и 13,7% молока.
В полупустынной зоне развито овцеводство. В Калмыкии большое значение имеют коневодство и производство кумыса.
Важнейшая проблема развития сельского хозяйства района – необходимость проведения работ по орошению земель, обводнению пастбищ. Острозасушливая зона Поволжья охватывает территории Самарской, Саратовской, Волгоградской и Астраханской областей, Республики Калмыкия. Периодически повторяющиеся здесь засухи резко снижают урожайность зерновых (в Саратовской обл., например, с 25 до 5 ц/га), особенно (в 10—15 раз и более) в левобережных районах зоны сухих степей.
В районе действует несколько оросительных систем: Саратовский оросительно-обводнительный канал, Палласовский оросительный канал, Тажинская, Тольяттинская и Приволжская оросительные системы. Основным принципом ирригационного строительства становится создание не отдельных каналов, орошающих сравнительно небольшие площади, а крупных инженерных систем регулярного действия и закрытого типа. На территории района можно выделить три основные зоны орошения: Поволжскую возвышенность, Заволжские сырты и Прикаспийскую низменность. В Волго-Ахтубинской пойме, где удачно сочетаются жаркий климат, большие площади плодородных земель, обилие воды для орошения, хорошо произрастают бахчевые культуры, капуста, лук, баклажаны, кабачки, особенно помидоры. На долю Волго-Ахтубы приходится около 1/з помидоров и более 3/4 арбузов, выращиваемых в России. Однако спрос на астраханские помидоры и арбузы не удовлетворяется. Резко увеличить их производство можно только на поливных землях. Средняя урожайность овощей на поливных землях 100—120 ц/га, но она может быть увеличена до 400–500 ц/га.
Важная часть агропромышленного комплекса – пищевая промышленность. Условия для ее развития исключительно благоприятны: обеспеченность сельскохозяйственным сырьем, значительные производственные мощности, потребности населения Поволжья и других районов страны.
Кроме обычных для любого экономического района отраслей, обеспечивающих местное население продуктами питания (мясом, маслом, молоком, хлебом), пищевая промышленность Поволжья имеет несколько производств общероссийского значения. Старейшая отрасль его пищевой индустрии – мукомольная – развита в Саратовской, Самарской и Ульяновской областях. Район самый крупный в России по вывозу муки. Переработкой соли выделяются предприятия Волгограда и Волгоградской обл. В Астраханской обл. сконцентрированы рыбные заводы, выпускающие различную продукцию, особенно из осетровых рыб.