Решение о создании печатного органа было принято на Учредительном съезде РБО в 1915 году.
Основанный И. П. Бородиным «Журнал Русского ботанического общества» имел большое значение для развития ботаники в России.
Первый том журнала вышел в декабре 1916 года.
В первый период существования журнала он состоял из следующих разделов: оригинальные статьи по всем разделам ботаники, обзоры, флористические заметки, рефераты новых русских и важных иностранных работ, библиография, личные известия, отчеты о деятельности РБО. В «Советской ботанике» (1933—1947) придавалось большое значение библиографиям, позже они практически исчезали со страниц «Ботанического журнала». Рефераты тоже перестали публиковаться, вместо них появились более или менее обширные рецензии. Кроме того, после появления специализированных журналов, таких как «Украинский ботанический журнал» (с 1931), «Физиология растений» (с 1954), «Растительные ресурсы» (с 1965), «Микология и фитопатология» (с 1967), тематика публикаций журнала значительно сократилась.
Журнал способствовал развитию ботанических исследований в СССР. Особое значение имела дискуссия по общим проблемам биологии, проводившаяся журналом в 1952—1958 годах, возглавляемым В. Н. Сукачёвым. В ходе этой дискуссии в журнале публиковались статьи с критикой антидарвиновских представлений Т. Д. Лысенко о виде и видообразовании, которые привели к непримиримой борьбе с лысенковщиной. «Ботанический журнал» стал одним из главных центров этой борьбы, вокруг которого сплачивались прогрессивные научные работники. Это привело к тому, что по прямому указанию Н. С. Хрущёва редакционная коллегия журнала была расформирована, а само издание в 1959—1965 годы подверглось жёсткой цензуре, стало более сдержанным, однако качество публикуемых критических материалов при этом кардинально не изменилось.
С 1956 года журнал стал ежемесячным, в 1970 году тираж составил свыше 2,5 тысяч экземпляров, но с начала 1990-х годов он заметно сократился в связи с общим упадком в стране.
В настоящее время (2014) в «Ботаническом журнале» имеются следующие рубрики: обзорные статьи; оригинальные статьи; сообщения; систематические обзоры и новые таксоны; флористические находки; методика ботанических исследований; охрана растительного мира; числа хромосом; история науки; юбилеи и даты, потери науки; критика и библиография; ботанические путешествия; наука за рубежом; хроника; состояние дел в РБО; коллекции.
Существуют сводные указатели содержания: Д. В. Лебедев и С. Ю. Липшиц, Библиографический справочник по «Ботаническому журналу», т. 1—40, 1916—55, «Ботанический журнал», 1956, т. 41, № 12; их же, Библиографический справочник по журналу «Советская ботаника», 1933—47, там же, 1957, т. 42, № 12; К. Б. Архарова и Д. В. Лебедев, Библиографический справочник по «Ботаническому журналу», т. 41—50, 1956—65, Л., 1969.
Буш Н. А. К 25-летию Государственного ботанического общества и «Ботанического журнала СССР» // Бот. журн. — 1941. — Т. 26, вып. 2/3.
Лавренко Е. М., Юнатов А. А. Пятьдесят лет Всесоюзного ботанического общества // Бот. журн. — 1965. — Т. 50, № 9.
Кирпичников М. Э. Три четверти века на службе науке (К 75-летию «Ботанического журнала») // Бот. журн. — 1991. — Т. 76, № 12.
Тахтаджян А. Л. «Ботаническое общество поздравляет свой журнал с юбилеем…» // Бот. журн. — 1991. — Т. 76, № 12.
Камелин Р. В. 80 лет Русского ботанического общества // Бот. журн. — 1996. — Т. 81, № 12.
Колчинский Э. И., Конашев М. Б. Как и почему «Правда» учила «Ботанический журнал»? // ВИЕТ. — 2003. — № 4.
Библиографический справочник по «Ботаническому журналу», тома 1—40, 1916—1955 гг.ː сост. Д. В. Лебедев, С. Ю. Липшиц // Бот. журн. — 1956. — Т. 42, № 12.
Библиографический справочник по «Ботаническому журналу», тома 41—50, 1956—1965 гг. / сост. К. Б. Архарова, Д. В. Лебедев. — Л.: Наука, 1969.
Батурина М. Г. Периодические и продолжающиеся издания Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН и предшествовавших ему учреждений // Историко-биологические исследования. — 2014. — Т. 6, № 3. — С. 108—127.
