Задум створити Музей історії Ботанічного саду виник в часи, коли видатні вчені - біологи, директори О.С. Рогович, О.В. Фомін, М.В. Дубовик, Н.І. Вакуленко, І.П. Білокінь та інші, описували окремі події, досягнення і будні Ботанічного саду.

У 2003 р. за ініціативи директора В.В. Капустяна ідея створення Музею історії Ботанічного саду почала втілюватися у життя. Була сформована комісія з працівників Ботсаду, очолювана А.М. Головченко, які збирали документи, експонати, раритети в архівах Києва, Москви, Санкт-Петербургу, Кременця, Львова та інших міст, вивчали документи, що зберігалися у фондах Ботанічному саду.

Музей відкрився 6 жовтня 2004 року в урочистій атмосфері, присвяченій 165-річчю Ботанічного саду ім. акад. О.В. Фоміна.

У 2009 р. у Музеї вже налічувалося понад 10 тисяч експонатів, що призвело до необхідності переведення його до нового приміщення, яке підготували до 170-річчя Ботанічного саду ім. акад. О.В. Фоміна.

Оновлений Музей був відкритий 19 травня 2009 р. у присутності ректора Університету Л.В Губерського, проректорів та чисельних гостей.

Музей історії Ботанічного саду ім. акад. О.В. Фоміна зареєстровано в Університеті наказом ректора за №350-32 від 29.04.2011 р. і у Головному управлінні освіти і науки Київської адміністрації - за №190 від 28.09.2009 р.

В експозиції великим тематичним блоком представлено в хронологічній послідовності етапи становлення та розвитку Саду, зібрано наукові видання, велику кількість фактичного матеріалу, що висвітлює досягнення працівників Ботанічного саду від часів його заснування до сьогодення.

У вітринах Музею розміщено мікроскопічні препарати, виготовлені власноручно видатним вченим - академіком С.Г. Навашиним (відео), який працював директором Саду у 1894-1914 рр. і саме в цей період вивчив подвійне запліднення у Lilium martagon L., про що доповів на засіданні Х-го з'їзду натуралістів та лікарів.

• Фрагмент експозиції Фрагмент експозиції
• Головченко А.М. Головченко А.М.
• Загальний вигляд експозиції Загальний вигляд експозиції
• Загальний вигляд експозиції Загальний вигляд експозиції
•  

Цінний матеріал становлять експонати, що висвітлюють науково-організаційну діяльність академіка О.В. Фоміна, який очолював Ботанічний сад (1914-1935 рр.) і відіграв важливу роль у розвитку української ботаніки. В Музеї представлені рукописи лекцій О.В. Фоміна, зберігається його друкарська машинка та інші речі.

Тривалий час, у період з 2012 по 2020 рр., завідувачем Музею був Василь Васильович Капустян, який, до того ж був його засновником. За сприяння В.В. Капустяна фонд Музею постійно поповнювався новими матеріалами та експонатами і нині найважливіші етапи розвитку Ботанічного саду відображені в чисельних наукових та науково-популярних виданнях, авторами яких є співробітники Саду.