У 1944 році був реорганізований в Центральний ботанічний сад Академії Наук УРСР. У колекціях саду (площа – 132 га) близько 13 000 видів і сортів деревних, чагарникових і трав'янистих рослин з усіх континентів світу. Тут створені ботаніко-географічні ділянки: «Степи України», «Карпати», «Крим», що відображають типові ландшафти країни, а також монокультурні колекції-сади (сірінгарій, розарій тощо).
Гордістю Ботанічного саду є колекції орхідей. Тут розроблені принципи створення композицій з орхідей для озеленення інтер'єрів космічних кораблів.
В середині травня, коли в місті цвітуть каштани, а в ботанічному саду зацвітає бузок, серед киян і гостей міста стало традицією відвідування саду.
