L'Orto Botanico bolognese ha oltre quattro secoli di storia ed è uno dei più antichi tra quelli legati agli studi universitari. Al tempo della sua fondazione, nel 1568, quando aveva sede a Palazzo d'Accursio, l'insegnamento della botanica, sin dall'antichità strettamente connesso con le scienze mediche, aveva guadagnato maggiore importanza grazie all'istituzione, nelle principali università italiane, della cattedra di Lectura simplicium, relativa allo studio di piante dalle quali poter ricavare direttamente principi medicamentosi. A Bologna tale cattedra nacque nel 1539 e il suo titolare, Luca Ghini, fu il primo a caldeggiare l'istituzione di un giardino botanico che potesse servire agli studenti di medicina per riconoscere e studiare le piante di uso terapeutico.
Il trasferimento di Ghini a Pisa causò, però, un ritardo di oltre vent'anni nella realizzazione di un "Giardino dei Semplici" a Bologna e solo nel giugno del 1568 il Senato cittadino approvò l'istituzione di un Orto botanico all'interno del Palazzo Pubblico, allora residenza del Cardinal Legato, in un cortile che oggi corrisponde approssimativamente alla Sala Borsa. L'impianto e la cura furono affidati al celebre naturalista Ulisse Aldrovandi, successore di Ghini.
Per merito di Aldrovandi, dei suoi vasti interessi e delle sue esplorazioni, l'Orto si differenziò subito dalle altre istituzioni simili per la varietà delle piante collezionate, non più soltanto di specie officinali, ma anche di numerose e rare specie esotiche; a questo proposito, lo stesso Aldrovandi scrisse che superava "ogni giardino d'Europa di bellezza di tante varietà di straniere piante".
Ben presto la spazio a disposizione nel Palazzo Pubblico, suddiviso in quattro aiuole rettangolari diversamente disegnate e ornate da muretti ed inferriate, risultò troppo esiguo per ospitare tutte le piante che vi si andavano raccogliendo e nel 1587 fu necessario trasferire l'Orto presso Porta S.Stefano, nell'attuale via San Giuliano, dove erano stati acquistati un caseggiato e due tornature di terra (circa 5000 mq, superficie successivamente ampliata).
Il trasferimento fu voluto e guidato dallo stesso Aldrovandi che, in realtà, sin dall'epoca del primo impianto aveva auspicato per il giardino una sede più spaziosa. In una sua "Informazione sul giardin pubblico" si legge: "per manco di spesa, fu conchiuso che in palazzo si facesse, ancorchè mi saria piacciuto più in altro loco...". La nuova sistemazione soddisfece maggiormente il grande naturalista, prefetto dell'Orto, che si propose "col tempo di far vedere in questo giardino un terzo più delle piante, che non erano nel Giardino di Palazzo, con l'aggiunta di 300 rare piante acquatiche".
Ciò fu possibile in seguito alla costruzione di un impianto irriguo che apportava acqua alle sei aiuole, che si andavano riempiendo di rarità vegetali, e alle vasche di cui erano dotate. Le piante presenti salirono da 800 a circa 3000.
Nonostante questo successo nel 1600 si decise di riportare l'Orto nel Palazzo Pubblico, in particolare la collezione dei "Semplici" necessari alle esercitazioni, per evitare agli studenti un lungo tragitto tra l'Archiginnasio, allora sede dell'Università, e Porta S.Stefano.
L'Orto di via San Giuliano continuò a funzionare come succursale sino alla metà del XVIII secolo, quando tornò nuovamente a essere la sede più importante. Durante quest'ultimo periodo "nella estremità dell'Orto furno fabricate due ottime stufe, cioè un frigidario et un tepidario, sotto la direzione di Ferdinando Bassi, il quale fu eletto prefetto di detto Orto"; le due serre erano destinate alla protezione delle piante tropicali.
Nel 1765 il giardino venne dotato di una nuova elegante palazzina di rappresentanza, detta appunto Palazzo delle Stufe o delle Serre, progettata dall'architetto Francesco Tadolini secondo il gusto neoclassico allora in voga (l'edificio si può ammirare tuttora in via San Giuliano). L'Orto in quel periodo annoverava un'importante sezione dedicata alle specie esotiche, una superficie coltivata a piante agrarie, diversi alberi rari, oltre 400 piante in vaso e piante medicinali di notevole valore. [dal sito ufficiale dell'Orto Botanico]