Предыстория Института ведёт своё начало с сентября 1921 года. Тогда было основано первое на Украине ботаническое учреждение под названием '''Ботанический кабинет и Гербарий Всеукраинской Академии наук''' (ВУАН), котораякоторое в 1927 году преобразоваласьпреобразовалось в '''Научно-исследовательский институт ботаники Народного Комиссариата образования УССР'''. 1 апреля 1931 года создан '''Институт ботаники ВУАН'''. В то время в Институте работали выдающиеся ученые [[Фомин, Александр Васильевич (ботаник)|А. В. Фомин]], [[Зеров, Дмитрий Константинович|Д. К. Зеров]], [[Оксиюк, Пётр Федорович|П. Ф. Оксиюк]], [[Лазаренко, Андрей Созонтович|А. С. Лазаренко]], [[Окснер, Альфред Николаевич|А. М. Окснер]], [[Клеопов, Юрий Дмитриевич|Ю. Д. Клеопов]], [[Модилевский, Яков Самуилович|Я. С. Модилевський]] и другие, которые положили начало различным научным направлениям в ботанике и создали научные школы по флористике, бриологии, лихенологии, цитологии. Уже в 30-е — 40-е годы Институт превратился в центральное ботаническое учреждение на Украине. С 1971 года Институт носит имя выдающегося украинского ботаника [[Холодный, Николай Григорьевич|М. Г. Холодного]].
