Anlegget har sitt opphav fra den eksotiske hagen til Kew House etablert av Lord Capel av Tewkesbury, og ble utvidet av prinsesse Augusta, enken etter Fredrik, prins av Wales. Georg III utviklet hagene med hjelp av William Aiton og Joseph Banks. Det gamle Kew House ble revet i 1802. Det tilstøtende Dutch House ble kjøpt av Georg III i 1781 som daghjem for de kongelige barna. Huset er en enkel murstensbygning som idag har navnet Kew Palace.
Palm House
I 1840 fikk anlegget status som nasjonal botanisk hage. Under parkens nye direktør, William Jackson Hooker, ble hageanlegget utvidet til 30 hektar og arboretet til 109 hektar, og senere til den nåværende størrelsen på 121 hektar. Der er flere drivhus og vinterhager, et herbarium og et bibliotek.
Til tross for ugunstige groforhold (atmosfærisk forurensning fra London, tørr jord og lite regn) er Kew Gardens en av de mest innholdsrike plantesamlinger i Storbritannia. I et forsøk på å utvide samlingen unna de ugunstige forholdene har Kew opprettet to utestasjoner, ved Wakehurst Place i Sussex og Bedgebury Pinetum i Kent.
På 1800-tallet ble det kultivert gummitrær i et forsøk på spredning utenfor Syd-Amerika. Kew har en av de viktigste frømagasinene og samarbeider med Harvard universitet og det australske nasjonalherbarium for å bygge en autoritativ oversikt over planteterminologi.
Publikum har adgang til anlegget, men må betale inngangspenger. Den nærmeste jernbanestasjonen er Kew Gardens stasjon, mens Kew Bridge stasjon ligger i gangavstand nord for parken.
