Mít botanickou zahradu bylo velkým snem plzeňských obyvatel už od počátku 19. století. Již v této době bylo několik pokusů o založení botanické zahrady, ale do dnešní doby se nedochovalo téměř nic.
V polovině 20. století byl velkým propagátorem zřízení botanické zahrady v Plzni známý botanik František Maloch, který podal návrh na výstavbu „Ústřední botanické zahrady v Plzni“. Pro nedostatek financí však nebyl projekt uskutečněn. Teprve roku 1957 byla svolána „Komise pro zřízení botanické zahrady v Plzni“, kde se konečně rozhodlo kde a kdy se bude zahrada budovat. Jako vhodné místo byla vybrána bývalá Kodetova zahrada nedaleko přírodního divadla.
Přesto, že zahrada i některé její stavby byly značně devastovány, zachovala se zde celá řada dřevin, které tvořily základ budoucí výsadby. S náročnou úpravou začal Miroslav Vaňousek koncem roku 1959 a již v roce 1961 byla zahrada zpřístupněna veřejnosti. Její plocha 2,5 ha obsahovala arboretum s více než 400 druhy a kultivary stromů a keřů, rozárium, oddělení trvalek, oddělení cibulovin a alpinum. Dnes je tato zahrada minulostí a na jejím místě stojí kamenná japonská zahrada a na ní navazuje zahrada asijská s velkým množstvím okrasných druhů asijských rostlin.
V roce 1981 se botanická zahrada sloučila se sousední zoologickou zahradou v jeden administrativní celek. Dále však obě zahrady existovaly sice pod jedním vedením, ale vzájemně se nijak neovlivňovaly. Teprve se stavbou skleníku pro sbírky sukulentů jižní Afriky, Madagaskaru a Kanárských ostrovů se začala rozvíjet myšlenka uspořádat společné zoologicko-botanické expozice. V září roku 1993 byl skleník otevřen, a návštěvníci tak mohli spatřit nový systém v uspořádání botanických sbírek, zcela odlišných od těch, které se dříve v botanických zahradách užívaly.
V současné době je celá zahrada uspořádána biogeograficky do šesti oblastí (australská, etiopská, neotropická, nearktická, palearktická a indomalajská) a botanické expozice plynule navazují na zoologické a naopak. Na ploše 21 hektarů se pěstuje přes 10 tisíc druhů rostlin a chová 1210 druhů živočichů.
Zajímavé venkovní botanické expozice:
* Severoamerická polopoušť před sukulentním skleníkem (1992)
* Naučná stezka „Vývoj přírody ve čtvrtohorách“ s biotopy naší přírody – rašeliniště, váté písky, slanisko, vápencová skála, bor a doubrava (1997–2000)
* Hory Nového Zélandu (2000)
* Rostliny Středozemí, Atlantské vřesoviště u restaurace Kiboko (2002)
* Horské lesy Himálaje a Číny, Středoasijská skalní step, Japonská zahrada Šowa-en (2004)
* Lesy a prérie Severní Ameriky (2006)
* Rostliny Středozemí a severní Afriky (2007)
* Sonorská poušť, Rostliny Kavkazu a Balkánu, Česká řeka (2008)
* Asijská zahrada (2005–2009)
V lednu 2009 se začaly stavět nové asijské a africké expozice, a tím vznikne další prostor pro zajímavé biotopy a botanické expozice.
Zoologická a botanická zahrada má přehledný informační systém. Expozice jsou označeny naučnými tabulemi, všechny rostliny mají jmenovky.
Od roku 2003 je vydáván časopis Iris, který je určen pro širokou veřejnost a je k dispozici zdarma.
Při zahradě působí sdružení přátel Zoologické a botanické zahrady města Plzně Iris, které se podílí na různých kulturních akcích. Zajišťuje také výuku v environmentálním centru Lüftnerka, které nabízí přes 30 výukových programů pro žáky všech typů škol, včetně komentovaných denních i nočních prohlídek zahrady. Další informace najdete na www.zooplzen.cz.
