A história do Instituto de Botânica está ligada à do Jardim Botânico de São Paulo que iniciou suas atividades com a vinda do naturalista Frederico Carlos Hoehne, em 1917, para desenvolver um horto botânico, para o estudo de plantas medicinais. Nessa data foi então criada a Seção de Botânica junto ao Instituto Butantã. A Seção de Botânica teve sua denominação alterada e foi transferida várias vezes mas sempre mantendo-se a chefia de Frederico Carlos Hoehne.

Em 1928, Hoehne deu início à construção do Jardim Botânico. Em 1938 a Seção de Botânica passou a Departamento de Botânica, vinculado à Secretaria de Agricultura, Indústria e Comércio e teve sua construção iniciada em 1940 na própria área do Parque do Estado, junto ao Jardim Botânico.

Em 09 de novembro de 1942 o Departamento de Botânica passou a denominar-se Instituto de Botânica. Em 1987 a administração do Instituto foi transferida para a Secretaria do Meio Ambiente. E finalmente em dezembro de 2009, foi reestruturado, mantendo a mesma denominação.