З моменту свого утворення 1933 р. Ботанічний сад в м. Житомирі налічував лише два гектари. Заснований як навчальна та науково-дослідна база Житомирського сільськогосподарського інституту сад на початкових етапах функціонування мав у своїй колекції лише харчові, технічні, лікарські та кормові рослини.

З розвитком та розширенням структури університету площа саду теж збільшувалася і була доведена до 6 га. Збільшення території дозволило створити алею коркового дерева – амурського аксомиту та закласти у 1938–1940 рр. невеликий дендрарій. У передвоєнний період дендроколекція вже налічувала близько 300 видів і форм дерево-кущових рослин. Розбудовував тоді сад завідувач кафедри ботаніки доцент Барановський О.Л. За його ініціативою на площі 1 га були закладені ампелографічна колекція, яка налічувала кілька десятків сортів винограду, та маточник карликових підщеп, інтродуковано велику групу український фундуків, також проводились дослідження з інтродукції персика, абрикоса.

У часи воєнного лихоліття (1941–1944 рр.) колекція ботанічного саду, його насінний фонд і багато деревних і кущових рослин були знищені. Відновлювати ботанічний сад університету довелося з уцілівших 126 видів і форм дендрофлори. Інтенсивний розвиток саду триває і сьогодні, його угіддя нараховують вже 36,5 га.

На території саду активно ведуться роботи з акліматизації нових видів дерев та кущів перспективних для зони Полісся з метою озеленення населених пунктів, а також з метою введення у культуру в лісовому господарстві. Серед таких представників, які виправдали сподівання і надії дослідників можна назвати: горіх чорний, каштан їстівний, магнолія Кобус, евкомія, сосна сибірська, платан кленолистий, гінкго дволопатевий, аралія маньчжурська, елеутерокок, тис ягідний, ялина канадська та багато інших.

Кожен з вчених, які працювали в саду, залишили свій слід у науковому розвитку університету. Так, доцент М.О. Борушко у 1955 р. заклав плодовий сад і проводив дослідження з питань вирощування живців винограду і сортів суниці, професор В.П. Живан вивчав екологію червоної конюшини та її компонентів у системі травопільних сівозмін. Професор Е.М. Кондратюк досліджував екологію буряків і вивчав представників роду сосна. Доцент Ф.С. Комаров займався дослідженнями в умовах Полісся фізіологію платану кленолистого, фундуків, кедра сибірського та інших деревних порід. Доробком професора В.Г. Куяна була розробка технології вирощування високоінтенсивних садів у зоні Полісся і Західного Лісостепу України. Доцент В.В. Собчук брав участь у створенні колекції винограду, розробив окремі прийоми його агротехніки, а також вів дослідницьку роботу пов’язану із селекцією гороху.

Нове слово у ботаніці сказав професор П.В. Литвак, який на базі Ботанічного саду розробив новий науковий напрямок – відродження локальних фітопопуляцій рослин-перехресників за окремими біотипами, що збереглися з минулих часів.

Помітний слід залишив професор П.І. Гупало, котрий вивчав вікові зміни рослин та розробляв прийоми управління ними у плодоягідних і технічних культурах, багаторічних трав, картоплі та інших.

За часів керівництва (1983–1993 рр.) доцента В.Т. Харчишина була значно зміцнена матеріально-технічна база Ботанічного саду, споруджено у гуцульському стилі оригінальний триповерховий будинок з науковими лабораторіями і лекційною аудиторією. У дендрарії були розроблені та здійсненні композиційні посадки бузків, рододендронів, півників. Створено близько 40 біогруп, серед яких заслуговує уваги угрупування насаджень сосни сибірської, бука лісового і самшиту вічнозеленого, айви японської, айланта найвищого, кизильника блискучого, курильського чаю кущового, гортензії великолистої, форзиції плакучої, яловцю козацького тощо.

Ботанічний сад у різні роки ставав майданчиком для дослідів таких відомих вчених як: З.О.Барановська, І.М. Мержвінська, О.О. Марчук, М.Г. Альшевський, В.Г.Сінецький, М.С. Корнійчук, П.Ф. Каліцький, О.О. Зіновчук, Г.І. Коломієць, Л.П. Грибенникова, О.І. Солов’яненко, З.О. Клуген, П.С. Романчук, В.Г. Передрій, Л.І. Жук, Г.М. Семеній, Т.Ф. Фаворська, В.Д. Поліщук, О.Т. Тітова, І.І. Півень та інші. Матеріали досліджень на базі Ботанічного саду становлять основу чотирьох докторських і близько 30 кандидатських дисертацій.

Нині на теренах Ботанічного саду плідно працює доцент В.О. Зінченко, який уже кілька років вирощує чудодайну злакову рослину під науковою назвою Miscantus sinensis f. giganteum, досліджуючи її фізіологічний потенціал в умовах Полісся. Уже тепер стало очевидним, що широке впровадження цієї рослини в культуру може сприяти вирішенню проблеми енергетичної безпеки України.

На дослідницьких плантаціях саду аспірантка С. Каковка під науковим керівництвом доцента Н.В. Цуман опрацьовує агроекологічну технологію вирощування пасовищних травосумішей. Професор кафедри рослинництва В.В. Мойсієнко і старша лаборантка В.П. Трохлібова доглядають, поповнюють колекцію із майже 100 видів лікарських рослин і нетрадиційних кормових рослин. Тут же проводяться і лабораторно-практичні заняття зі студентами агрономічного факультету і факультету ветеринарної медицини.

Дослідженням озимих зернових культур на морозо- та зимостійкість з подальшим розмноженням рослин, що виявили найкращі якісні показники, займається доктор сільськогосподарських наук В.І. Дубовий.

Створення колекції, яка нараховує 50 сортів винограду, належить доценту Т.М. Алексєєвич, учений проводить їх сортовипробування в умовах Полісся. Доцент І.Д. Іванюк та асистент Т.М. Іванюк інтенсивно поповнюють створену ними колекцію деревних та кущових рослин, серед яких чимало рідкісних і цінних видів, як от тюльпанове дерево, кунінгамія, кипарисових Лавсана, гібіскус, родендрон китайський та ін. Доцент В.М. Пелехатий створює розсадник фундуку на основі ліщини ведмежої як підщепи, а також розширює колекцію сакури та піронафти.

На рідкісних, зникаючих і лікарських рослинах Полісся знається кандидат сільськогосподарських наук М.М. Світельський, котрий створив їх колекцію, досліджуючи агробіоценологічні параметри з метою впровадження цих рослин у культуру.

Ботанічний сад – це справжній випробувальний полігон для багатьох цінних видів рослинного світу. Уже багато років доцент кафедри загальної екології Л.А. Котюк вивчає агротехнічні та фізіологічні параметри надзвичайно цікавих пряноаромтичних рослин – гісопу лікарського, котовника козацького, змієголовника молдавського, чаберу садового, шавлії лікарської, лаванди лікарської, лафанту ганусового, монарди двійчастої, монарди лимонної.

Здавалася б, що така кількість університетських досліджень вичерпала можливості проявити себе майбутнім науковцям, але ще багато цікавих видів рослин, які є у колекції саду, чекають на своїх дослідників. Зокрема, це чаполоч – злакова рослина з могутніми кореневищами. А кому невідомий славнозвісний елеутерокок – прибулець з далекого Сходу. Корені цього куща мають неабияку силу стимуляції центральної нервової системи. Препарати зроблені на його основі посилюють розумову і фізичну працездатність, зміцнюють стійкість до несприятливих умов, підвищують гостроту зору, покращують апетит і обмін речовин.

Та впершу чергу Ботанічний сад особливу увагу приділяє вивченю лісової флори і методам її збагачення за рахунок інтродукції нових лісових порід, адже більша частина Житомирщини розташована в Поліській природно-географічній зоні. Для більш інтенсивного кількісно-якісного урізноманітнення колекції деревних порід сад активно підтримує виробничі стосунки з лісогосподарськими підприємствами області.

Ботанічний сад має власний чудовий колекційний матеріал, що налічує більше 50 видів надзвичайно цікавих, оригінальних і корисних представників дендрофлори. Найбільш відомими з них є гінкго дволопатеве – живий пам’ятник далекої минувшини, листя якого використовують для виготовлення косметичних засобів, медичних препаратів, якими лікують кровоносні судини головного мозку; каштан їстівний – славетне дерево з багатою і загадковою історією, дерево, якому пощастило разом з виноградом, пшеницею, маслиною стати значним надбанням загальнолюдської культури. Надзвичайно цікавим і бажанним для широкого впровадження на Поліссі є коркове дерево, птерокарія, тис ягідний, горіх чорний, береза вишнева, ліщина ведмежа та багато інших деревних порід.

Останіми роками зміни в Ботанічному саду є все відчутнішими та помітнішими. Директор Н.О. Красавич з трудовим колективом саду активно підтримують на високому естетичному рівні стан партерної території, алей, стежок, нижнього та верхнього дендрарію. На всій території інтенсивно впроваджуються новітні композиційні плани посадки різноманітних клумбових рослин. Альпійська гірка щорічно поповнюється цікавими трав’янистими та деревними інтродукованими видами.

Вражають звичайного відвідувача Ботанічного саду ошатні експозиції деревовидних піонів, червоно- та жовтоквітих канн, гібіскусів, гортензії кольорової, троянд, сакури, тюльпанового дерева, червоно- та жовтоплідної піроканти. Після упорядкування належного доглянутого стану набули колеції барбарису, садового жасміну, кизильника чорноплідного, вейгели рясноцвітної, гортензії великолистої, смородини золотолистої, спіреї рожевої, хеномеліса японського.

Для експозиції гідро- і гігрофітів на базі саду є водойми із заболоченими ділянками прибережних смуг. З глибоким почуттям замилування можна спостерігати за чарівними угрупованнями золотаво-жовтих глечиків в обрамленні зелених овальних листків. До цієї відомої водяної рослини приєднуються плаваючі смарагдові кущики з блакитно-фіолетовими квітками водяного гіацинта – ейхгорнії – прибульця з тропічних водойм Південної Америки. Багато цікавих таємниць відкрила ця дивовижна рослина її дослідниці, кандидату біологічних наук Т.П. Василюк.

За майже 80-річну історію свого існування Ботанічний сад Житомирського національного агроекологічного університету розширив свої території, значно поповнив експозицію, але можливості поповнення флори необмежені. Це можуть бути і види гідрофітів найпривабливіших в естетичному, пізнавальному і господарському плані, таких як латаття біле, водяний горіх, бобівник трилистий, жабурник звичайний, водяний жовтець, пловун щитолистий тощо. Прибережна рослинність збагачується за рахунок цілої низки гідрофітних представників з родини ароїдних, їжачоголівкових, рогозових, частухових, жабурникових, сусакових. До цікавих гідробіологічних досліджень залучаються студенти екологічного факультету, які мають реальну перспективу успішно захистити не одну дипломну роботу з темтики «Зелене оформлення ставків».

Варто зазначити і господарсько-рекреаційний напрямок у діяльності Ботанічного саду: розширено водогінну мережу, відремонтовані дерев’яні альтанки, теплиці, встановлені паркові лави. Експлуатація ботсадівських теплиць стабільно дає відчутні результати. Стелажне вирощування вазонних рослин дозволяє підтримувати естетичний стан і вигляд інтер'єрних приміщень навчальних корпусів, лабораторій та гуртожитків університету. Вирощування широкого асортименту квіткової розсади йде на озелення території не лише Ботанічного саду, але й всього навчального закладу.

Одне з головних завдань, яке сьогодні постало перед Ботанічним садом — охорона оточуючого природного середовища. Складовою частиною цієї проблеми є збереження рослинного світу та її унікального генофонду. Розробка наукових основ охорони і раціонального використання рослинних ресурсів Полісся України набуває актуальнішого значення, так як для цієї зони важливо зберегти корисні дикорослі рослини, розробити принципи їх обліку і рекомендації з їхньої охорони, раціонального використання і відтворення, а також створення колекцій рідкісних і зникаючих видів.

Окреслений обсяг майбутньої діяльності дає зрозуміти, що новому поколінню науковців, викладачів і студентства можна в цьому напрямку працювати впевнено і сміливо, переможно долати всілякі перешкоди, тимчасові труднощі, дивитися світлими очима вперед і самовідданою працею примножувати багатство нашої України.