По одной из версий улица Ботаническая является продолжением одной из аллей парка Четвертинских. Именно на этой улице находилась созданная Жилибером медицинская академия. Впервые на плане Гродно улица обозначена в 1832г. Трассировка улицы произведена в 1866г. Название Раздельная в документах появляется в 1888г. В 1892г. появляется Садовый переулок, являющийся продолжением ул. Раздельной в сторону Городничанки. В годы Первой мировой войны кайзеровские оккупанты ул. Раздельную назвали Zwischenstrasse, а Садовую –  Gartengasse. С июля 1923г. Раздельная стала ул. Дельной, а ее продолжение получило название Больничный переулок. В 1931г. улица получила название Ботаническая с целью увековечения памяти основатенля ботанического сада Ж.-Э. Жилибера. Но его имя она не получила, улицу назвали Ботаническая. А небольшая улочка, соединявшая ул. Ожешко и ботаническую стала называться Лионская – в честь родного города Жилибера – Лиона. Продолжение улицы в сторону Городничанки получило название Дворская. В годы фашистской оккупации улица Ботаническая стала называться Kanzlerstrasse, а Дворская –  Bachweg. В декабре 1945г. в документах появляются новые топонимы: 1-я Ботаническая и 2-я Ботаническая. Такие названия получили бывшие улицы Ботаническая и Дворская. В феврале 1968г. решением горисполкома название улицы Лионской упразднено, а стоящие на ней 5 домов отнесли к 1-й Ботанической улице; название улицы 2-й Ботанической упразднили также, а стоящие на ней 2 дома отнести к 1-й Ботанической. Вскоре улица стала именоваться без порядкового номера – Ботаническая.

Сохранившаяся застройка улицы относится к первой трети ХХ в. Дом № 2 не сохранился. В начале ХХ в. здесь находился арестный дом, в 30-е гг. – следственный отдел полиции. В послевоенные годы – Государственная автомобильная инспекция, городское отделение милиции № 1, спортивное общество «Динамо».