Sebelum resmi menjadi Kebun Raya Bogor, kebun botani ini diberi nama Lands Plantentuin te Buitenzorg oleh Pemerintah Hindia Belanda.
Kebun tersebut pertama kali ditata oleh Pemerintah Inggris, sebagai kebun untuk Istana Bogor yang ditinggali oleh Gubernur Jenderal Thomas Stamford Raffles bersama isterinya pada tahun 1811 hingga 1816.
Lahan seluas 47 hektar yang semula merupakan halaman tersebut dikembangkan menjadi kebun oleh seorang ahli botani asal Inggris bernama William Kent, sehingga bergaya Inggris klasik.
Pendirian kebun botani tersebut pertama kali digagas oleh pejabat Pemerintah Hindia Belanda bernama Prof. Caspar Georg Karl Reinwardt, seorang Direktur Pertanian, Seni, dan Pendidikan Belanda untuk Pulau Jawa. Salah satu tugasnya adalah melakukan penelitian terhadap berbagai macam tanaman serta eksplorasi flora dan masalah pertanian.
Reindwart kemudian mengusulkan kebun botani tersebut sebagai lahan pengumpulan tanaman dan benih dari berbagai daerah di Nusantara. Ide tersebut kemudian disetujui oleh Baron van der Capellen, selaku Komisaris Jenderal Hindia Belanda. Pada tanggal 18 Mei 1817, kebun botani di Bogor resmi didirikan dengan nama ‘s Lands Plantentuin te Buitenzorg.
Tidak perlu waktu lama untuk Bogor menjadi pusat pengembangan pertanian serta kegiatan bercocok tanam sayur-sayuran, buah-buahan atau tanaman hias (hortikultura).
Setelah Reindwart kembali ke Belanda pada tahun 1822, posisinya digantikan oleh Dr. Carl Ludwig Blume yang berjasa melakukan inventarisasi koleksi tanaman yang tumbuh di area kebun.
Pelaksanaan pembangunan kebun sempat terhenti, kemudian dilanjutkan oleh penerusnya bernama J.E. Teijsmann, yang bekerja sama dengan J.K. Hasskarl melakukan pengelompokkan tanaman menurut suku (familia).
Upaya tersebut membuat beberapa koleksi kebun botani harus ditata ulang, termasuk memindahkan pohon-pohon besar serta memberi label merah untuk menandai tanggal penanaman. Pada tahun 1868, Kebun Raya Bogor terpisah secara administratif dengan Istana Bogor.
Pada perkembangannya, Kebun Raya Bogor tidak hanya menjadi kebun percobaan, namun menjadi pengiring perkembangan ilmu pengetahuan botani di Indonesia pada tahun 1880 hingga 1905.
Kebun Raya Bogor melahirkan beberapa institusi penelitian seperti Bibliotheca Bogoriensis, Herbarium Bogoriense, Kebun Raya Cibodas, hingga Museum dan Laboratorium Zoologi.