Ime otoka Lokruma ukazuje da je još u davna vremena na njemu uzgajano bilje iz udaljenih krajeva svijeta (lat. acrumen = kiselo voće, agrum). Prve su lokrumske, korisne, vrtove posadili benediktinci u 11. stoljeću, a tada su započeli i s unošenjem nekih ukrasnih drvenastih vrsta. Prvo smišljeno unošenje egzota proveo je sredinom 19. stoljeća nadvojvoda Ferdinand Maksimilijan Habsburški koji je nastavio s njegovanjem povrtnjaka, maslinika i vinograda, ali je poduzeo i značajne zahvate u uređenju vrtova i puteva. Glasoviti botaničar Roberto Visiani posjetio je, također, u to doba Lokrum i zabilježio više od 90 introduciranih rodova biljaka. I danas se u makiji mogu naći ostatci nekih nasada. Takav bi način introdukcije u današnje doba bio neprihvatljiv zbog narušavanja prirodne vegetacije.
Na stoljetnoj tradiciji tadašnja Jugoslavenska akademija znanosti i umjetnosti osnovala je 1959. botanički vrt namijenjen istraživanju unošenja i prilagodbe biljaka iz tropskih i suptropskih krajeva svijeta u našem podneblju, osobito onih značajnih za šumarstvo, hortikulturu i farmaciju. Biljke su uzgajane iz sjemena dobivenog razmjenom sa svjetskim botaničkim vrtovima. Pažnja je posvećena drveću i grmlju podrijetlom iz sličnih podneblja, kao što su središnji Čile, južna i istočna Australija, središnja i južna Kalifornija, te južna Afrika.
Plan botaničkog vrta izradio je ugledni dubrovački krajobrazni arhitekt gospar dr. sc. Bruno Šišić. Vrt zauzima površinu od 2 ha, nedaleko lučice Portoč. Uz izložbenu površinu i staklenik, formirana su i pokusna polja, te vrt mediteranskih biljnih vrsta. Tijekom rata (1991. i 1992.) botanički vrt je izravno pogođen s pedesetak projektila koji su nanijeli štetu biljkama i pratećim objektima. Glavnina knjižnice i dokumentacije izgorjela je u požaru. Obnova vrta započeta je 1993. godine. Od 1960. godine vrt vodi dr. sc. Lav Rajevski. Rođen je 1910. u Izmailu (Besarabija). Bio je viši znanstveni suradnik u tadašnjem Biološkom institutu u Dubrovniku. Obnašao je dužnost voditelja Botaničkog odjela s ciljem stvaranja botaničkog vrta na Lokrumu, te proučavanja flore i vegetacije južnojadranskog primorja. Nastavio je, s ljubavlju, raditi i nakon umirovljenja 1985., sve do početka rata 1991. godine. Današnji botanički vrt plod je njegova dugogodišnjeg rada i entuzijazma.
Značajan doprinos u vrtu dali su od sedamdesetih godina botaničari Vladimir Birač, Pero Đurasović, Marija i Stipe Hećimović, te vrtlar Mirko Šiljeg, a u poslijeratnoj obnovi vrta dr. sc. Sanja Kovačić i mr. sc. Tatjana Lasić-Kapetanović.
