Был заложен по проекту архитектора А.В.Беретти в 1839-1852 г. с западной стороны здания Киевского университета. Выполнение этих работ было поручено зав. кафедрой ботаники университета проф. Р.Э.Траутфеттеру, который был с 1838 г. директором сада. Траутфеттер 22 мая 1839 г. сделал первые посадки будущей всемирно известной коллекции. В конце 1841 г. сад получил статус постоянного. С 1908 по 1913 гг. на его территории размещался и зоологический парк. С 1914 по 1935 гг. руководил садом акад. А.В.Фомин. Правительство Советской Украины высоко оценило многолетнюю научно-исследовательскую и организационную деятельность А.В.Фомина: после смерти ученого сад был назван его именем. В 1960 г. ботанический сад им. Акад. А.В.Фомина был объявлен памятником садово-паркового искусства Украины, а в 1983 г. отнесен к категории государственных ботанических садов.