El Gobierno Municipal de Santa Cruz de la Sierra contó con un primer Jardín Botánico "Hortus Amazonicus Tropicalis Boliviensis" a fines de la década de 1960, cuyo promotor, fundador y ejecutor fue el Prof. Noel Kempff Mercado. Creado mediante Resolución Municipal Nº 007/73 el 28 de marzo de 1973, durante la gestión del Honorable Alcalde Municipal el Sr. Julio Prado Montaño, este jardín se convirtió en un espacio emblemático para la conservación de la biodiversidad.
Este primer Jardín Botánico fue sepultado por el desborde catastrófico del río Piraí en marzo de 1983, lo que representó una gran pérdida para la ciudad y su patrimonio ecológico. En 1986, fue reemplazado por el actual Jardín Botánico, ubicado en el Km 8 ½ de la carretera a Cotoca, con una superficie de 217 hectáreas en la zona de Guapilo, consolidándose como un pulmón verde de la ciudad y un refugio para la flora y fauna.
Desde su creación hasta el año 2003, el Jardín Botánico funcionó como una unidad en conjunto con el Zoológico Municipal, permitiendo la colaboración en actividades de educación ambiental y conservación. A partir de 2004, obtuvo una administración independiente, lo que permitió un mayor enfoque en sus proyectos de reforestación, investigación científica y recreación sostenible para la comunidad.