Historia Projekt Ogrodu Botanicznego wraz z Palmiarnią został zawarty w planach Parku Ludowego na Zdrowiu, opracowanych w latach 30. XX wieku przez Stefana Rogowicza, dyrektora Plantacji Miejskich. 19 września 1946 roku na terenie szkółek miejskich (obecny teren Ogrodu) wydzielono z inicjatywy prof. Jana Muszyńskiego i prof. Jakuba Mowszowicza 1,3 ha powierzchni na Ogród Roślin Leczniczych, który stał się zalążkiem obecnego Ogrodu. Dla zwiedzających teren ten udostępniono 19 września 1946.
W 1947 roku ogłoszono konkurs na zaprojektowanie mierzącego 75 hektarów Ogrodu Botanicznego w Łodzi. Pierwszą nagrodę zdobyła praca "Flora" Władysława Niemirskiego i Alfonsa Zielonko z SGGW. Projektu jednak nie zrealizowano. Samodzielną jednostkę, zwaną Miejskim Ogrodem Botanicznym w Łodzi, powołano do życia w 1953 r., ale dopiero w 1967 r. rozpoczęto budowę Ogrodu Botanicznego w takim kształcie, w jakim możemy go oglądać obecnie, według projektu inż. Henryka Tomaszewskiego z Biura Projektów Budownictwa Komunalnego w Łodzi. Teren ogrodu podzielono na kwatery o powierzchni 1 ha, wyrównano, poszerzono stawy, utworzono alpinarium i wybudowano szklarnie.