В 1944 г. реорганизован в Центральный ботанический сад АН УССР. В коллекциях сада (площадь — 132 га) около 13 тыс. видов и сортов древесных, кустарниковых и травянистых растений со всех континентов мира. Здесь созданы ботанико-географические участки: «Степи Украины», «Карпаты», «Крым» и др., отражающие типовые ландшафты страны, а также монокультурные коллекции-сады (сирингарий, розарий и пр.).
Гордостью Ботанического сада являются коллекции орхидей. Здесь разработаны принципы создания композиций из орхидей для озеленения интерьеров космических кораблей.
В середине мая, когда в городе цветут каштаны, а в ботаническом саду зацветает сирень, среди киевлян и гостей города стало традицией посещение сада.
