Vườn bách thảo vốn là khu vườn hoàng gia dành cho các cây dược liệu, nằm ở vùng ngoại ô Saint-Victor, bờ sông Bièvre. Bắt đầu bằng đề nghị của Jean Héroard, thầy thuốc thứ nhất của vua Louis XIII, và Guy de La Brosse, nhà thực vật học và cũng là thầy thuốc của vua, chỉ dụ nằm 1635 cho phép thành lập khu vườn này. Đến năm 1640, khu vườn mới thực sự hoàn thành, mang tên chính thức Vườn hoàng gia dành cho các cây dược liệu (Jardin royal des plantes médicinales), thường được gọi là Vườn của vua (Jardin du roi). Nơi đây trở thành khu vườn cho khoa học cổ nhất nước Pháp.

Từ năm 1640, Vườn hoàng gia dành cho các cây dược liệu là nơi giảng dạy về thực vật học, hóa học, lịch sử tự nhiên. Nhiều nhà khoa học đã trưởng thành ở đây như các anh em nhà Jussieu, Geoffroy Saint-Hilaire, Bernard Germain de Lacépède, Georges Cuvier, René Just Haüy... Dưới thời Louis XVI, nhờ Georges-Louis Leclerc de Buffon và Louis Jean-Marie Daubenton, khu vườn được mở rộng, thực sự trở thành một trung tâm nghiên cứu. Vào thời kỳ Cách mạng Pháp thì khu vườn thuộc vào nội ô của Paris và được đổi tên thành Vườn bách thảo (Jardin des plantes). Jacques-Henri Bernardin de Saint-Pierre giữ chức quản lý trong khoảng thời gian 1792 tới 1793.

Ngay từ khi mới thành lập, các công trình đã bắt đầu được xây dựng trong khuôn viên của vườn. Năm 1650 là dinh thự Magny. Tiếp đó là tiểu đình Buffon của kiến trúc sư Edme Verniquet năm 1788, giảng đường Verniquet năm 1794... và phòng trưng bày về động vật học hoàn thành năm 1889. Các bức tượng của những nhân vật khoa học nổi tiếng cũng được đặt tại vườn.

Từ năm 1793, vườn bách thảo chính thức trở thành Bảo tàng quốc gia Lịch sử tự nhiên với nhiệm vụ gìn giữ sự đa dạng của bộ sưu tập thực vật, nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, giảng dạy trong lĩnh vực khoa học tự nhiên. Cho đến ngày nay, vườn bách thảo vẫn giữ các chức năng này.