W 1862 otwarto Szkołę Główną Warszawską, której siedziba mieściła się w budynkach skasowanego w 1831 przez władze rosyjskie Uniwersytetu Warszawskiego. W 1864 rada nadzorcza Szkoły Głównej Warszawskiej złożona z profesorów tejże uczelni mianowała dyrektorem Ogrodu Botanicznego profesora Jerzego Aleksandrowicza. Nawiązano kontakty z ogrodami botanicznymi krajowymi, jak zagranicznymi, zaczęto regularnie wydawać katalog nasion, co pozwoliło na powiększenie kolekcji roślinnej. Równolegle rozwijały się również szklarnie. W 1869 władze rosyjskie zamknęły Szkołę Główną Warszawską i powołały w jej miejsce uniwersytet rosyjski, który przejął opiekę nad ogrodem. Jerzy Aleksandrowicz na stanowisku dyrektora pozostał aż do 1878, kiedy to został zmuszony względami finansowymi do porzucenia zajmowanego stanowiska. W latach 1897–1901 funkcję dyrektora pełnił prof. A. Bielajew.
Filią ogrodu stał się otwarty dla publiczności w 1870 Ogród Pomologiczny.