Véritable musée végétal, créé en 1736, sur d'anciennes carrières de Pierre de Caen comme jardin de démonstrations de plantes aux écoles de Médecine et de Pharmacie, il devient après la révolution française, jardin botanique et parc public.D'une superficie de 3,5 ha, il se compose d'une systèmatique de la flore indigène régionale, d'un jardin médicinal, de rocailles, de collections de plantes horticoles et de serres exotiques.
En 1689, Jean-Baptiste Callard de la Ducquerie, professeur à la faculté de médecine de l'université de Caen, rassembla quelques plantes dans son jardin privé ; selon son hortus botanicus agri Cadomensis, on pouvait y trouver 590 espèces. Un édit royal datant de 1701 encourageait le développement de tels jardins, mais la faculté de médecine ne s’en préoccupa guère. A partir de 1718, l’action du professeur Callard de la Ducquerie fut poursuivie et renforcée par le professeur François Marescot qui put acquérir en 1736 au nom de l’Université un terrain près de Notre-Dame-des-Champs[2] , le Jardin-Bénard, aménagé dans une ancienne carrière d'extraction de la pierre de Caen[3] ; sur ce terrain vallonné (18m de dénivellation), il introduisit, grâce à l’aide de son chef de cultures et successeur à la chaire de botanique, Noël-Sébastien Blot, quelques 3 500 plantes.
En 1789, le Jardin passa sous l’autorité de l’administration centrale, puis sous celle du Préfet. En 1803, le jardin botanique, jusqu’alors jardin de démonstrations de plantes pour les écoles de médecine et de pharmacie, devint municipal, et s’agrandit de 3,5 ha. Dessiné par l’architecte-paysagiste caennais Dufour, il fut ensuite planté par Herment. Il fut dirigé par la suite par le professeur Charles-Nicolas Desmoueux ; après sa mort en 1801, ses élèves firent élever un tombeau en son honneur juste à côté de la pierre commémorative de Noël-Sébastien Blot dans un massif d’arbustes. En 1848, 200 ouvriers abattirent une vieille maison datant de 1656 qui restait dans le Jardin. Deux grandes serres en bois furent édifiées en 1860 ; détruites par le feu en 1869, elles furent reconstruites en bois et en fer. L’orangerie, érigée en 1835, fut également reconstruite en 1863 après un incendie. L’institut botanique quant à lui fut bâti en 1891.
En 1905, la rue du Vingtième Siècle, ouverte en 1901 vers la gare Saint-Martin, fut prolongée jusqu’à la rue Desmoueux en traversant les potagers du Jardin des Plantes ; une nouvelle entrée au Jardin fut alors créée. Les bombardements de 1944 n’épargnèrent pas le jardin : les deux jardins d’hiver et l’orangerie avec toutes les espèces rares qu’ils contenaient furent détruits. Louis Bouket, directeur, entreprit la restauration et la reconstruction des bâtiments à l’exception de l’étage de l’orangerie. De nouvelles serres d’exposition consacrées aux plantes exotiques furent reconstruites en 1988.