Zróżnicowana rzeźba terenu, skarpy, podmokłe tereny, staw i zadrzewione wąwozy tworzą w Ogrodzie Botanicznym dogodne warunki dla roślin sprowadzanych z naturalnych stanowisk Polski. Od początku założenia wymienionej placówki planowano stworzenie ekspozycji ekologicznych, które przedstawiałyby różne siedliska naszego kraju.
Roślinność siedlisk leśnych zapoczątkowała tworzenie działu Flory Polski. W roku 1969 pod kierownictwem dr Kazimierza Kozaka podjęto próbę wzbogacenia szaty roślinnej wąwozów zlokalizowanych w centralnej części Ogrodu. Porośnięte są one naturalnym drzewostanem w skład, którego wchodzą: klon zwyczajny (Acer platanoides), lipa drobnolistna (Tilia cordata), czeremcha pospolita (Padus avium), bez czarny (Sambucus nigra), leszczyna pospolita (Corylus avellana), agrest (Ribes grossularia) i in. Sprowadzono tu wiele gatunków roślin pochodzących z lasów Roztocza i Kazimierza Dolnego, m.in.: bluszcz pospolity (Hedera helix), buk zwyczajny (Fagus sylvatica), czosnek niedźwiedzi (Allium ursinum), jodła pospolita (Abies alba), klon jawor (Acer pseudoplatanus), kopytnik pospolity (Asarum europaeum), lilia złotogłów (Lilium martagon), przylaszczka pospolita (Hepatica nobilis), śnieżyczka przebiśnieg (Galanthus nivalis), świerk pospolity (Picea abies), wawrzynek wilczełyko (Daphne mezereum).
Roślinność stepową zgromadzono nad stawem na suchym, nasłonecznionym zboczu południowo-wschodniej części Ogrodu. Wyróżniają się tu: aster gawędka (Aster amellus), dyptam jesionolistny (Dictamnus albus), dziewanna fioletowa (Verbascum phoeniceum), głowienka wielkokwiatowa (Prunella grandiflora), miłek wiosenny (Adonis vernalis), kosaciec bezlistny (Iris aphylla), gipsówka wiechowata (Gypsophila paniculata), len włochaty (Linum hirsutum) i len złocisty (L. flavum), ostnica włosowata (Stipa capillata), ożota zwyczajna (Linosyris vulgaris), powojnik prosty (Clematis recta), przetacznik zwodny (V. paniculata), róża francuska (Rosa gallica), sierpik różnolistny (Serratula lycopifolia), szczodrzeniec zmienny (Chamaecytisus albus), turzyca wczesna (Carex praecox), wilżyna ciernista (Ononis spinosa), zawilec wielkokwiatowy (Anemone sylvestris), żmijowiec czerwony (Echium russicum) i in.
Na piaskowym wzgórzu pomiędzy Alpinarium a stawem posadzono rośliny suchych borów i wydm (nadmorskich, śródlądowych). Są to, m.in.: gorysz pagórkowy (Peucedanum oreoselinum), groszek nadmorski (Lathyrus japonicus subsp. maritimus), kocanki piaskowe (Helichrysum arenarium), kostrzewa piaskowa (Festuca psammophila) i kostrzewa owcza (F. ovina), lepiężnik kutnerowaty (Petasites spurius), macierzanka piaskowa (Thymus serpyllum), nadbrzeżyca nadrzeczna (Corrigiola litoralis), piaskowiec trawiasty (Arenaria graminifolia), rojnik (rojownik, rojniczek) pospolity (Jovibarba sobolifera), rozchodnik ościsty (Sedum reflexum), sosna zwyczajna (Pinus sylvestris), strzęplica sina (Koeleria glauca), szczotlicha siwa (Corynephorus canescens), turzyca piaskowa (Carex arenaria), wierzba piaskowa (Salix repens subsp. arenaria), wydmuchrzyca piaskowa (Leymus arenarius).
Rośliny torfowisk i wilgotnych łąk umieszczono w pobliżu stawu, gdzie pośród olszyn (Alnus) i wierzb (Salix) rosną: brzoza niska (Betula humilis) i brzoza karłowata (B. nana), goździk pyszny (Dianthus superbus), języczka syberyjska (Ligularia sibirica), kosaciec syberyjski (Iris sibirica), pełnik europejski (Trollius europaeus), tojad pstry (Aconitum variegatum), wielosił błękitny (Polemonium coeruleum), zimowit jesienny (Colchicum autumnale) i in. W przybrzeżnych partiach stawu (dział Roślin Wodnych i Bagiennych) znajduja się rośliny pływające kotewki orzecha wodnego (Trapa natans). Brzeg stawu przedstawiają rośliny bagienne: knieć błotna (Caltha palustris), pałki (Typha angustifolia), tatarak zwyczajny (Acorus calamus) i in. Natomiast środkowa część stawu porośnięta jest grążelem (Nuphar luteum) i grzybieniem (Nymphaea alba).
W kolekcjach Ogrodu Botanicznego roślinność naszego kraju częściowo wchodzi w skład innych działów ogrodowych, m.in.: roślin górskich (Alpinarium), gdzie ponad 250 gatunków prezentują roślinność Sudetów i Karpat Polskich. Łącznie gatunków rodzimych w Ogrodzie jest około 1000, w tym ponad 200 występuje na jego terenie naturalnie.
Najważniejszą pozycję wśród zbiorów flory Polski zajmuje 173 gatunków roślin chronionych oraz 113 gatunków zagrożonych wyginięciem lub wymarłych ujętych w Polskiej Czerwonej Księdze Roślin (2014) i 202 gatunków zagrożonych, wymarłych i rzadkich wymienionych w Polskiej czerwonej liście paprotników i roślin kwiatowych (2016). W tym – 10 gatunków w Europie objętych jest ochroną międzynarodową (Konwencja Berneńska). Gatunki chronione, zagrożone wyginięciem i rzadkie wyróżnione są na terenie Ogrodu czerwoną etykietą.
W kolekcjonowaniu zbiorów flory rodzimej ogromny wkład wnieśli: dr Maria Petrowicz, mgr Maria Franszczak-Być (kurator Działu Flory Polski w latach 1973-2006), mgr inż. Ryszard Sawicki, mgr Krystyna Dąbrowska (kurator Dz. FP w roku 2007) i inni.
Kurator - dr Mykhaylo Chernetskyy
