Pembangunan Kebun Raya Baturraden berawal dari gagasan Ibu Megawati Soekarno Putri pada acara Penutupan Jambore Nasional Tahun 2001 di Baturraden. Pada Tahun 2002, gagasan ini ditindaklanjuti oleh Pemerintah Provinsi Jawa Tengah dengan membentuk Tim Khusus untuk merintis pembangunan Kebun Raya Baturraden dan membuat studi kelayakan. Atas fasilitasi dari Kebun Raya Bogor, sejak tahun 2002 telah dimulai ekplorasi dan pengiriman bibit dari Kebun Raya Bogor.
Dari usulan yang disampaikan oleh Gubernur Jawa Tengah kepada Menteri Kehutanan, maka keluarlah SK Menteri Kehutanan No. SK.117/Menhut-II/2004 tgl 19 April 2004 tentang Penunjukan kawasan Hutan Produksi Terbatas seluas 150 Ha di Kab. Banyumas, Prov. Jateng sebagai Kawasan Hutan Dengan Tujuan Khusus (KHDTK) untuk hutan penelitian dan pengembangan serta pendidikan lingkungan dalam bentuk Kebun Raya Baturraden.

Pada tanggal 29 Desember 2004 telah dilakukan peresmian, penanaman perdana dan penandatanganan MoU antara Kepala Litbang Kehutanan Departemen Kehutanan. Gubernur Jawa Tengah, Ketua LIPI. Dirut Perum Perhutani dan Bupati Banyumas tentang kolaborasi pengelolaan Kebun Raya Baturraden.
Untuk meningkatkan status hukum kawasan, Menteri Kehutanan mengeluarkan SK Menhut No. 85/Menhut-II/2005 tgl 4 April 2005 tentang Penetapan Kawasan Hutan dengan Tujuan Khusus untuk Hutan Penelitian dan Pengembangan serta Pendidikan Lingkungan dalam bentuk Kebun Raya Baturraden seluas 143,50 Ha di Kabupaten Banyumas Provinsi Jawa Tengah.