XX wieku nie było żadnej osoby piastującej stanowisko dyrektora dłużej niż kilkanaście miesięcy. W tym czasie znaczna część kolekcji fauny i flory uległa zniszczeniu lub wymarła.
W 1936 roku na miejscu dawnej ptaszarni i zoo zbudowano Pomnik Pamięci Kobiet. Został on usunięty w 1940 roku.
W 1959 roku do nazwy ogrodu dodano słowo „Królewski”. Stało się to po tym jak w 1959 roku królowa Elżbieta II zeszła na ląd w Australii na terenie dawnej Farmy Cove, w tym samym miejscu, gdzie 171 lat wcześniej wylądowali pierwsi osadnicy.
W 1972 roku na stanowisko dyrektora został mianowany Dr Lawrence Johnson, który podczas swojej trzynastoletniej służby opowiadał się za rewitalizacją ogrodu. Zaproponował on stworzenie w nim stref tematycznych, które widoczne są w ogrodzie do dzisiaj. Posadzone przez Frasera, braci Cunningham i Charlesa Moore’a w różnych częściach ogrodu drzewa z lasów deszczowych Nowej Południowej Walii i Queensland przeniósł w jedno miejsce. Na miejscu dawnego Pałacu Ogrodowego powstała szklana piramida, pod którą zbudowano palmiarnię. Wspólnie z dr Johnem Beardem Johnson postanowił wskrzesić instytucję do życia. W 1972 roku założyli oni Koło Przyjaciół Królewskiego Ogrody Botanicznego, którego celem było skupienie dookoła ogrodu sponsorów oraz naukowców gotowych pomóc w odbudowie ogrodu.