Официальной датой основания ботанического сада принято считать 1919 год, когда выдающийся ботаник и агроном Г.М. Садовский восстановил остатки прежнего ботанического сада. Сад был создан как учебное пособие для студентов и школьников, где они могли бы наглядно изучать ботанику. Под этим благовидным предлогом ботанический сад не был не только восстановлен, его площадь в 1925 году была увеличена до 3 гектар. Регулярно пополнялись ботанические коллекции, велись работы по изучению, систематизации и интродукции растений.
В Витебском ботаническом саду в 1926 году была заложена самая северная плантация белой шелковицы. Юннаты Витебска стали участниками Всесоюзной сельскохозяйственной выставки в 1938-41 годах.
Во время Великой Отечественной войны Витебский ботанический сад сильно пострадал. На его территории проходили бои, он весь был в воронках от взрывов и изрыт траншеями. Работавшему в ботаническом саду с 1919 года Л.Д. Никольскому пришлось не только восстанавливать коллекцию, но и приводить в порядок территорию.
Витебский ботанический сад - учебно-научное подразделение университета. Его сегодняшняя структура такова: отдел декоpативно-цветочных тpавянистых pастений, отдел дpевесных pастений (дендpаpий), отдел тропических и субтропических pастений (оранжерей), экспозиционный участок, учебно-опытный участок, участок систематики растений, питомник, семенная лаборатория и гербарий.
Отдел дpевесных pастений занимает площадь 1,9 га и насчитывает 347 пород, относящихся к 100 родам из 42 семейств. Он состоит из остатков послевоенного дендpаpия, pазбитого по геогpафическому пpинципу (пpоизpастает 75 видов, посаженных в 1948-50 гг.), и ландшафтного парка, где дpевесных поpоды высажены в экспозиции. Курирует коллекцию дpевесных pастений директор сада Ю. И. Высоцкий.
Отдел тропических и субтропических pастений (оpанжеpеи) включает 667 видов, сортов и форм, относящихся к 213 pодам из 84 семейств. Курирует коллекцию Волков В. Л. и Федорова Н. А.
1) охраняемые и редкие растения,
2) прибрежно-водные растения,
3) пряно-ароматические растения,
4) декоративный водоем и миниальпинарий,
5) новые виды многолетних растений в цветоводстве и озеленении,
6) эволюционная система растений Академика Тахтаджяна.
На основе этих экспозиций и коллекционных насаждений сад проводит тематические экскурсии и учебные занятия.
Ботанический сад, как учебно-научное подразделение ВГУ имени П.М. Машерова поддерживает научные связи, обменивается семенами, списками и каталогами своих растений с 225 ботаническими учреждениями в 57 странах мира, в том числе со 125 ботаническими садами бывшего СССР, охватывая все материки и географические регионы. Интенсивные связи с зарубежными ботаническими учреждениями позволили саду собрать богатую коллекцию растений. Сегодня в Беларуси это вторая по величине коллекция живых растений.
Питомник ботанического сада реализует организациям и населению посадочный материал (более 200 наименований популярных в садоводстве декоративных древесных и цветочных растений).
В настоящий момент территория ботанического сада занимает около 4 гектар. На нем произрастают около 1,5 тысячи видов растений из разных стран мира. Есть участок закрытого грунта, испытательный питомник. Здесь работают ученые, которые изучают редкие растения в местах их произрастания, разрабатывают меры охраны и восстановления растительного мира родного края. Для жителей Витебска ботанический сад – излюбленное место прогулок и отдыха.