中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所標(biāo)本館的前身乃著名植物學(xué)家胡先骕、蔡希陶先生等于1938年創(chuàng)建的，當(dāng)時(shí)由北平私立靜生生物調(diào)查所與云南省教育廳合辦的云南農(nóng)林植物研究所標(biāo)本室，是國(guó)內(nèi)較早創(chuàng)建植物標(biāo)本室之一，首任標(biāo)本室主任是當(dāng)時(shí)的副所長(zhǎng)汪發(fā)纘教授，該室設(shè)于現(xiàn)在昆明植物園的茶花園內(nèi)，為磚木結(jié)構(gòu)的平房，約100平方米，還包括陳列室、研究室等，現(xiàn)此建筑已完全拆掉，當(dāng)時(shí)由胡先骕命意，云南省教育廳廳長(zhǎng)龔自知題字的“原本山川，極命草木”的奠基石業(yè)已丟失。原館藏標(biāo)本已有蔡希陶、王啟無(wú)、俞德浚在1935、1938年所采標(biāo)本，未上臺(tái)紙的約三萬(wàn)余號(hào)，加上汪發(fā)纘、俞德浚、劉瑛、李鳴崗在1950年前所采，及秦仁昌、馮國(guó)楣等在麗江所采，約八萬(wàn)份，這就是本標(biāo)本室在新中國(guó)成立前的家底。1950年4月昆明解放后，云南農(nóng)林植物研究所改名為中國(guó)科學(xué)院植物分類(lèi)研究所昆明工作站。1953年2月9日再改名為中國(guó)科學(xué)院植物研究所昆明工作站。

1956年在周恩來(lái)總理訪(fǎng)問(wèn)緬甸等國(guó)歸來(lái)視察當(dāng)時(shí)的中國(guó)科學(xué)院植物研究所昆明工作站后，感于條件簡(jiǎn)陋，指示由國(guó)家撥款修建三座科研、行政樓，標(biāo)本室及植物分類(lèi)研究室位于行政樓二樓（副號(hào)標(biāo)本室位于原植物生理樓的一層），此為第二代標(biāo)本館，主要收藏蕨類(lèi)植物、裸子植物和被子植物標(biāo)本。在1964年以后，擴(kuò)大收藏苔蘚植物標(biāo)本。這時(shí)標(biāo)本藏量已達(dá)70余萬(wàn)份。從1977年起，標(biāo)本館開(kāi)始收藏地衣和大型真菌標(biāo)本。

1980年，用當(dāng)時(shí)國(guó)家林業(yè)部支付的楸木園標(biāo)本館轉(zhuǎn)讓補(bǔ)償費(fèi)，在現(xiàn)址上建設(shè)了本館的老館部分，建筑面積3700平方米，標(biāo)本庫(kù)面積1161.2平方米，這便是第三代標(biāo)本館，館藏量達(dá)到83萬(wàn)份。

2001年2月12日中國(guó)科學(xué)院科發(fā)建復(fù)字（2001）15號(hào)文批準(zhǔn)植物標(biāo)本館改擴(kuò)建項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)及概算，總投資1500萬(wàn)元，改擴(kuò)建面積6169.26平方米。擴(kuò)建新館工程于2001年6月30日開(kāi)工，2002年3月22日正式竣工驗(yàn)收，一次驗(yàn)收合格，質(zhì)量?jī)?yōu)良。新館竣工面積2469.26平方米，設(shè)有給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)，較好地滿(mǎn)足了標(biāo)本保藏的使用功能要求。2002年5月19日密集標(biāo)本柜驗(yàn)收，2002年6月30日投入使用。2002年9月1日老館改造開(kāi)工，改造面積3700平方米。2003年6月26日老館改造工程通過(guò)初步驗(yàn)收，同年9月8日通過(guò)最終驗(yàn)收，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。通過(guò)改擴(kuò)建工程，使標(biāo)本館的標(biāo)本保藏面積增加到2538.2平方米（其中，老館1161.2平方米，新館1377平方米），附屬用房面積增加到1936.68平方米（其中，老館750平方米，新館1186.68平方米）。此次該擴(kuò)建工程，也完成了標(biāo)本館的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件建設(shè)，為標(biāo)本館數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和數(shù)字化標(biāo)本館的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了必要的條件。改擴(kuò)建工程極大的改善了標(biāo)本館的保藏環(huán)境和基本配套設(shè)施，使得標(biāo)本館的容量擴(kuò)大到保藏300余萬(wàn)份標(biāo)本的規(guī)模。就此，第四代標(biāo)本館建成，功能更齊全，設(shè)備更先進(jìn)，符合國(guó)家知識(shí)創(chuàng)新工程的需要，達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的中等水平。

在解放后開(kāi)展的中蘇合作的云南植物資源考察、西藏高原綜合考察、南水北調(diào)綜合考察、云南植物資源考察（1958）、中草藥植物考察、獨(dú)龍江植物考察及高黎貢山生物多樣性考察、武陵山植物考察、墨脫越冬考察和高黎貢山、獨(dú)龍江考察等大型科學(xué)考察活動(dòng)之后，并和國(guó)內(nèi)各植物學(xué)研究機(jī)構(gòu)展開(kāi)廣泛交換，使本館的標(biāo)本藏量大幅度增加。

標(biāo)本館現(xiàn)收藏植物標(biāo)本110.0萬(wàn)份，是國(guó)內(nèi)收藏植物類(lèi)群較全（涵蓋除藻類(lèi)以外的所有植物門(mén)類(lèi)）的標(biāo)本館，其中有種子植物標(biāo)本90.0萬(wàn)份（被子植物82.3萬(wàn)、裸子植物0.7萬(wàn)份和副號(hào)標(biāo)本7.0萬(wàn)份）、蕨類(lèi)植物標(biāo)本2.0萬(wàn)份、苔蘚植物標(biāo)本11.0萬(wàn)份、大型真菌標(biāo)本4.0萬(wàn)份和地衣標(biāo)本2.3萬(wàn)份和木材標(biāo)本0.6萬(wàn)份。在這些館藏標(biāo)本中，擁有各類(lèi)模式標(biāo)本約1.0萬(wàn)份。改擴(kuò)建后，還將規(guī)劃收藏浸泡標(biāo)本以及果實(shí)、種子標(biāo)本。本館收藏的植物標(biāo)本來(lái)自全國(guó)，尤以西南及東喜馬拉雅地區(qū)的最為豐富。本館在中國(guó)乃至世界植物學(xué)研究、資源的開(kāi)發(fā)利用及生物多樣性保護(hù)方面具有重要的地位，是中國(guó)植物學(xué)研究的重要基地。

本館標(biāo)本收藏立足于云南，著重于中國(guó)西南地區(qū)和中南地區(qū)，擴(kuò)大收藏東南亞、南亞等周邊國(guó)家的植物標(biāo)本，并希望與全球各國(guó)建立標(biāo)本交換關(guān)系，豐富館藏內(nèi)容。

2002年7月1日至8月31日，順利完成110余萬(wàn)份植物標(biāo)本及物資的搬遷任務(wù)，為老館改造工程順利開(kāi)工提供了方便。在此期間，未停止標(biāo)本館對(duì)外開(kāi)放，堅(jiān)持接待外來(lái)人員查閱標(biāo)本。2002年9月1日起，正式恢復(fù)對(duì)外開(kāi)放。2002年9月1日至2003年9月1日，老館改造，2003年9月8日竣工驗(yàn)收并交付使用。