Офіційною датою заснування ботанічного саду прийнято вважати 1919, коли видатний ботанік і агроном Г.М. Садовський відновив залишки колишнього ботанічного саду. Сад був створений як навчальний посібник для студентів і школярів, де вони могли б наочно вивчати ботаніку. Під цим слушним приводом ботанічний сад не був не тільки відновлений, його площа в 1925 році була збільшена до 3 гектар. Регулярно поповнювалися ботанічні колекції, велися роботи по вивченню, систематизації та інтродукції рослин.
У Вітебськом ботанічному саду в 1926 році була закладена найпівнічніша плантація білої шовковиці. Юннати Вітебська стали учасниками Всесоюзної сільськогосподарської виставки в 1938-41 роках.
Вітебський ботанічний сад - навчально-науковий підрозділ університету. Його сьогоднішня структура така: відділ декоpативно-квіткових тpавянистих pослин, відділ деpевних рослин (дендpаpій), відділ тропічних і субтропічних pослин (оранжерея), експозиційна ділянка, навчально-дослідна ділянка, ділянка систематики рослин, розплідник, насіннєва лабораторія і гербарій.
Відділ деpевних pослин займає площу 1,9 га і налічує 347 порід, що відносяться до 100 родів з 42 родин. Він складається із залишків післявоєнного дендpаpія, pозбитого по геогpафічному пpинципу (виростає 75 видів, посаджених в 1948-50 рр.), і ландшафтного парку, де деpевні поpоди висаджені в експозиції. Курирує колекцію деpевних pослин директор саду Ю. І. Висоцький.
Відділ тропічних та субтропічних pослин (оpанжеpеї) включає 667 видів, сортів і форм, що відносяться до 213 pодів з 84 сімейств. Курирує колекцію Волков В. Л. і Федорова Н. А.
1) охоронювані та рідкісні рослини,
2) прибережно-водні рослини,
3) пряно-ароматичні рослини,
4) декоративна водойма та мініальпінарій,
5) нові види багаторічних рослин в квітникарстві та озелененні,
6 ) еволюційна система рослин Академіка Тахтаджяна.
На основі цих експозицій і колекційних насаджень сад проводить тематичні екскурсії та навчальні заняття.
Ботанічний сад, як навчально-науковий підрозділ ВДУ імені П.М. Машерова підтримує наукові зв'язки, обмінюється насінням, списками і каталогами своїх рослин з 225 ботанічними установами в 57 країнах світу, в тому числі зі 125 ботанічними садами колишнього СРСР, охоплюючи всі материки й географічні регіони. Інтенсивні зв'язки із зарубіжними ботанічними установами дозволили саду зібрати багату колекцію рослин. Сьогодні в Білорусі це друга за величиною колекція живих рослин.
Розплідник ботанічного саду реалізує організаціям і населенню посадковий матеріал (більше 200 найменувань популярних в садівництві декоративних деревних і квіткових рослин).
На даний момент територія ботанічного саду займає близько 4 гектар. На ньому ростуть близько 1,5 тисячі видів рослин з різних країн світу. Є ділянка закритого грунту, випробувальний розплідник. Тут працюють вчені, які вивчають рідкісні рослини в місцях їх зростання, розробляють заходи охорони та відновлення рослинного світу рідного краю. Для мешканців Вітебська ботанічний сад - улюблене місце прогулянок і відпочинку.