Od 1945 prof. B. Hryniewiecki wraz z profesorem R. Kobendzą i jego żoną Jadwigą Kobendzą oraz innymi współpracownikami podjęli mozolną pracę nad odbudową zniszczonego Ogrodu oraz czynili starania o jego powiększenie. W kolejnych latach 1948–1950 oddawano do użytku nowe pawilony, wzniesiono 5 nowych szklarni i przerobiono lub założono nowe działy. Odbudowano też zniszczone podczas działań wojennych pomniki profesorów: Michała Szuberta (1962) oraz Jakuba Wagi (1964).
W roku 1946 po prawie 7-letniej przerwie wydano pierwszy po wojnie katalog nasion Index Seminum, obejmujący zaledwie 447 gatunków roślin. Kolejny wydany w roku 1967 obejmował już 1887 gatunków.
Po 1945 W 1960 roku kierownictwo Ogrodu objęła doc. Ludmiła Karpowiczowa, która powiększała kolekcje i popularyzowała wiedzę botaniczną. Dzięki jej staraniom 1 lipca 1965 roku Ogród Botaniczny wraz z tzw. ruinami Świątyni Opatrzności został wpisany do rejestru Zabytków Kultury i Nauki miasta stołecznego Warszawy.
Od roku 1966 Ogród stał się członkiem Międzynarodowego Towarzystwa Ogrodów Botanicznych.