Parkas įkurtas grafo Felikso Tiškevičiaus rūpesčiu 1895–1898 m. Šventojo Birutės miško teritorijoje. Simboline parko įkūrimo data laikomi 1897–ieji metai. Parko plano projekto autorius – garsus prancūzas architektas Eduardas Fransua Andrė, kuris kartu su sūnumi Renė Andrė kelias vasaras praleido Palangoje ir vadovavo parko įkūrimo darbams. Jiems talkino iš Belgijos atvykęs parkų želdintojas Buysennas de Colonas.
Šiuo metu Palangos botanikos parkas užima apie 100 ha. 1994 m. prie jo buvo prijungtos ties parku esančios pajūrio teritorijos. Parko šienaujamos pievos ir gazonai šiuo metu užima 24,5 ha, gėlynai – 0,5 ha, vandens telkiniai (du tvenkiniai) – 1,16 ha. Pliažai tęsiasi 1,5 km. Įvairios dangos takai ir keliai parke sudaro 18 km. Parko teritorijoje yra 8 įvairios paskirties pastatai, 7 skulptūros, nemažai mažosios architektūros formų, veikia dekoratyvinio apšvietimo ir laistymo sistema.