Ботанический сад был основан 25 сентября 1946 года по инициативе профессоррско-преподавательского состава кафедр ботаники и фармакогнозии при активном участии ректора Московского фармацевтического института проф. Антонины Даниловны Туровой. Решением Исполкома Краснопресненского района г. Москвы был отведен земельный участок для создания Ботанического сада лекарственных растений Московского Фармацевтического института.
Проект сада разрабатывался Борисом Матвеевичем Гринером в сотрудничестве с известным московским ботаником Владимиром Николаевичем Ворошиловым.
Первые посадки растений проводились весной 1947г. силами преподавателей и студентов. В течение 1947-1949г.г. на территории сада было высажено более 100 видов древесных и кустарниковых растений. Пополнение коллекции сада проводилось за счет обмена с другими ботаническими садами и в результате экспедиций на Кавказ, Украину, Урал, Дальний Восток, в Карелию, Сибирь, Среднюю Азию, из которых привозили посадочный материал и семена.
В 50-60-х годах XX века в ботаническом саду проводили эксперименты выдающиеся генетики-селекционеры академик АН БССР Антон Романович Жебрак и доцент кафедры ботаники Владимир Владимирович Сахаров, изучавшие полиплоидные формы лекарственных растений – далматской ромашки, гречихи, лиственницы и др.
Опыты по химическому мутагенезу лекарственных и пищевых растений начались в саду весной 1951г. Эта научная тематика стала основной и для студентов-кружковцев кафедры ботаники, где был организован кружок по генетике.
Распоряжением Правительства СССР Фармацевтический институт в 1958 году был преобразован в фармацевтический факультет 1-го Московского медицинского института имени И.М. Сеченова.
Распоряжением Исполкома Моссовета от 30.08.1970г. №1773 арендуемая территория земельного участка Ботанического сада была закреплена за 1-м Московским медицинским институтом в постоянное пользование.
В 1990г. Постановлением Совета Министров СССР 1-й ММИ имени И.М. Сеченова преобразован в Московскую медицинскую академию имени И.М. Сеченова Минздрава СССР. 20 июля 2010 г. ММА имени И.М. Сеченова был присвоен статус университета с переименованием в Первый Московский Государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова.
На основании распоряжения правительства г. Москвы от 20.04.1995 № 521 руководителем Академии был оформлен Государственный акт на право собственности на землю, пожизненно наследуемого владения, бессрочного (постоянного) пользования землей от 12.02.1996 года № М-01-004311.
Постановлением Правительства Москвы от 13.07.2004 №485 – ПП п. 13, Ботанический сад отнесен к объекту садово-паркового искусства с режимом №2, №3, закона г. Москвы от 26.09.2001г. №48 “Об Особо Охраняемых Природных Территориях в г. Москве”. Ботанический сад Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова стал особо охраняемой природной территорией.
В 2005-2007 гг. из экспедиций по горам Кузнецкого Алатау, Западного Саяна и Тувы сотрудником кафедры ботаники А.Н. Луферовым было привезено и высажено в ботаническом саду 73 вида растений. Большинство из них еще никогда не были объектами интродукции.
В 2011-2013 гг. существенно расширили ассортимент интродуцированных растений агрономы сада: О.А. Каращук привезла интересные виды причерноморской флоры: колючник Биберштейна, катран коктебельский, бобовник анагиролистный; Ю.В. Михайлова стала куратором фармакопейного участка; Ю.Б. Рогачев – участка систематики растений.
В 2013г. при участии Н.Г. Замятиной, О.А. Каращук, Ю.В. Михайловой и Ю.Б. Рогачева проводилось изучение способов вертикального озеленения интерьера лекарственными, пищевыми и декоративными растениями.
В 2024 году в связи с активным наступлением городской застройки, при поддержке мэрии Москвы сад переехал на новую территорию площадью 5,5 га. в зоне природно-исторического парка Москворецкий. На новой территории построен учебно-лабораторный корпус, оранжереи с тропической и субтропической зонами, проводятся лекционные и практические занятия со школьниками ресурсного центра «Медицинский Сеченовский Предуниверсарий», студентами Института фармации им. А.П. Нелюбина Сеченовского университета. Лаборатории оснащены оборудованием для проведения научно-исследовательских работ студентами и аспирантами Института фармации им. А.П. Нелюбина.