Ботанічний сад є однією з навчальних і науково-дослідних установ найстарішого на Україні Львівського національного університету імені Івана Франка. Ботанічний сад загальнодержавного значення Львівського національного університету імені Івана Франка входить до складу природно-заповідного фонду України, як об’єкт загальнодержавного значення відповідно до чинного законодавства: Постанови Ради Міністрів України від 22.07.1983 р. № 311 “Про класифікацію територій та об’єктів природно-заповідного фонду України” і Постанови Кабінету Міністрів України від 12.10.1992 р. № 584 “Про зміну деяких рішень Уряду України, у зв’язку з прийняттям Закону України “Про природно-заповідний фонд України”.
Намір створити ботанічний сад у Львові вперше виник у 1784 році і його планували заснувати у Жовківському передмісті Львова при колишньому місіонерському монастирі. Пізніше професор Шіверек створив невеликий ботанічний сад при колишньому монастирі Домініканок, що на вулиці Коперніка, який проіснував недовго. У 1823 році професор Віттман заклав ботанічний сад на міському стрільбищі.
Теперешній ботанічний сад університету заклав і впорядкував професор Лобажевський у 1852 році на північно-східному схилі Калічої гори у старому саду Тринітаріїв (площею 2,5 га). Сьогодні на цій території (вул. Кирила і Мефодія) розміщені теплиці і невеликий дендропарк. З часу існування і до 1911 року тут проводилася робота по збиранню колекцій рослин-екзотів. Основне завдання саду полягало в обслуговуванні викладання морфології та систематики рослин в університеті.
У 1911 р. для розширення території Ботанічного саду університет придбав ділянку площею 4,5 га на Цетнерівці. Колишній її власник був великим аматором декоративного садівництва. Ще у 1787 році росли тут американські сосни, акації, червонолисті буки, ясени, різноманітні клени, були газони і квітники. Розміри дерев у Ботанічному саді можна порівнювати з деревами Стрийського парку, насадження на Цетнерівці старші щонайменш на 100 років. Більшість ботаніків університету вважала придбану ділянку непридатною для створення на ній ботанічного саду, в зв’язку з нерівним рельєфом і піщаними ґрунтами. Але якраз, завдяки нерівному рельєфу, наявності ставка, заболоченої долини, схилів різної експозиції, сухих підвищених плато, в саду були штучно створені фрагменти природної рослинності: водоймищ, боліт, луків, лучного степу, лісостепу, різних типів лісу, рівнин і лісового поясу, субальпійського і альпійського поясів Карпат.
У 1924 р., за директора професора С.Кульчинського, було заплановано створити сад-музей місцевої флори. Під час спеціальних експедицій збирали насіння і живі рослини з найбільш типових для них місцезростань і переносили їх до саду у відповідні екологічні умови, що штучно створювалися. В експедиціях, організованих для збору рослин місцевої флори протягом 1924-1939 рр. крім співробітників саду брали участь ботаніки університету і працівники інших ботанічних закладів м.Львова. За цей період колекція ботанічного саду зросла на 851 вид рослин. Спеціальними екскурсіями зібрано 304 види; деякі рослини одержано від інших ботанічних закладів. Крім рослин, які росли на території саду в природних умовах, в експозиціях було представлено 925 видів трав’янистих і 123 види деревних рослин, зібраних переважно на території західних областей України.
До початку Другої світової війни в саду було зібрано близько 2 тисяч видів природної флори і частково створені рослинні угруповання за типом природних.
Під час війни сад зазнав величезної шкоди: загинули чутливі оранжерейні рослини, колекції декоративних рослин, зменшилась кількість степових рослин, майже повністю випали альпійські і субальпійські рослини.
Відразу після закінчення війни розгорнулася робота з відновлення Ботанічного саду. Територія саду по вул.Черемшини, 44 збільшилася до 104 га за рахунок залісненої території вірменськго єпіскопату, а також території, що належала в минулому власнику Богдановичу. Вона являла собою піщані схили, частково вкриті трав’янистою рослинність і чагарниками, а частково – природним буковим лісом з домішкою граба, іноді дуба. Відмічалося добре природне поновлення основних лісоутворюючих порід, осики і берези.
Для проведення науково-дослідної роботи в ботанічному саду у 1945 році організовано два відділи: інтродукції рослин і фізіології рослин.
В 1957-1959 рр. розроблений ґенеральний план розбудови ботанічного саду, який не був зреалізований. Буковий ліс і діброву планувалося залишити без змін, а на решті залісненої території, що прилягала до лісонасаджень загального міського користування, створити лісопарк. В цей період був також закладений помологічний сад і споруджений ставок на дні яру.
У 60-ті роки ботанічний сад підтримував зв’язки з 26 країнами, щороку видавав каталог насіння і вів його обмін з 48 зарубіжними ботанічними садами. На початку 70-х років територія ботанічного саду зменшилася до 16,5 га (по вул. Черемшини), а решту території було відведено лісопарку Погулянка.
Зараз Ботанічний сад територіально розміщений у м. Львові на двох ділянках: на вул. Черемшини 44 (займає площу 16,5 га) і на вул. Кирила і Мефодія, 4 (займає площу 2 га), та щорічно видає Index Seminum( каталог насіння для обміну з іншими ботанічними садами України і світу).
У структурі ботанічного саду п’ять науково-дослідних відділів:
-відділ природної трав’яної флори;
– відділ дендрології;
– культурної флори і озеленення;
– відділ тропічних і субтропічних рослин;
– відділ фізіології та біохімії рослин.