Im Jahr 1935 wurde der Universität ein unbebautes Grundstück in der Hamburger Straße für die Errichtung des neuen Botanischen Gartens zur Verfügung gestellt. 1936 begann die Planung in Zusammenarbeit mit dem Gartenarchitekten Arno Lehmann aus Rostock. 

Lehmann machte sich die natürlichen Gegebenheiten zu Nutze und staute den Krayenbach im südlichen Teil zu mehreren Teichen an. Der repräsentative Eingangsbereich von der Lübecker (heute Hamburger) Straße sollte eine starke axiale Ausrichtung auf das neue Botanische Institut erhalten. Südlich des Institutsgebäudes führte eine breite Treppe an den ovalen Teich. Nach Westen öffnet sich der gesamte Park über eine große Rasenfläche. Eine Zufahrt aus der Lübecker Straße diente der Erschließung von Betriebshof und Gewächshaus.

Ab 1936 wurden umfangreiche Bodenbewegungen vorgenommen. Die Modellierung steigt von Süden nach Norden an. Ab 1938 entstand eine Gebirgsanlage, die zum damaligen Zeitpunkt die zweitgrößte in Deutschland darstellte. 

Kriegsbedingt konnten die Neubauten des Botanischen Institutes und der Gewächshausanlagen nicht umgesetzt werden. Bombenangriffe zerstörten 1944 einen Teil der fertiggestellten Freianlage. 1950 wurde der Garten um 2 ha erweitert. 

Der Botanische Garten in Rostock begründet seine Stellung als Einzeldenkmal mit einer großen Übereinstimmung mit der ursprünglichen Anlage aus den 30er Jahren für den zentralen Bereich und dem Erhalt der Erweiterungsflächen aus den 50er Jahren.

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