Do 1900 roku temperatury w Buenos Aires oscylowały pomiędzy -5 °C a 36 °C, co pozwoliło na sadzenie gatunków roślin z różnych obszarów kraju i świata, w różnych zespołach tematycznych. W ten sposób ogród mógł być podzielony na grupy fitogeograficzne.
Przywożenie ziemi i kształtowanie krajobrazu przeprowadzono w 1892 roku. Natychmiast rozpoczęto prace związane z urządzaniem poszczególnych sekcji. Pofałdowane ukształtowanie terenu zostało wykorzystane do ukazania głównych stylów projektowania parków i ogrodów (symetrycznych, krajobrazowych i mieszanych). 24 kwietnia 1897 roku dyrekcja ogrodu nabyła budynek projektu polskiego inżyniera wojskowego Jordana Wysockiego. Budynek ten był wcześniej zajmowany przez Narodowy Departament Rolnictwa (1882–1894) i Narodowe Muzeum Historyczne (1894–1896). Obiekt był ponadto zamieszkany przez rodzinę Thays.
Po sześciu latach prac (1892–1898) ogród został otwarty dla zwiedzających 7 września 1898 roku.
Zarządzeniem z dnia 31 sierpnia 1937 roku do nazwy ogrodu dodano imię i nazwisko jego założyciela: Carlos Thays. Za czasów następcy Thaysa, Benito Carrasco (1914–1916), w obręb jednostki weszła Szkoła Ogrodnicza i biblioteka specjalizująca się w zagadnieniach botanicznych, a także Gabinet Fotograficzny.