上海辰山植物园原系松江区辰山村的村庄、农田、鱼塘、河道，企业厂房以及林场。园区内的辰山是松江大小九座山中的一座，系浙江天目山的余脉，东西长700米，南北宽约300米，海拔71.4米，辰山山体约为16公顷。园区其它主要为宽整的平地，地面平均高程为3.0米，平地面积约172公顷，河道及溪流面积约为18公顷。

　　2004年年初，为了进一步加强上海现代化国际大都市综合竞争力，改善城市生态环境质量，缩短与世界级城市的差距，营造人与自然和谐的生态环境，上海市委、市政府决策建设上海辰山植物园这一重大公益性生态项目。2004年4月7日，韩正市长赴松江区工作调研，原则同意在辰山建设上海辰山国家植物园。随即，上海市绿化局与松江区人民政府联合成立上海辰山国家植物园前期筹备工作小组，负责前期筹备工作。2004年12月22日，韩正市长召开市府专题会议，听取了市绿化局和松江区人民政府关于辰山植物园的总体规划汇报，同意了该项目的实施，并列入《上海市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。2004年12月24日，上海市绿化管理局向上海市发展和改革委员会报送《上海辰山国家植物园项目建议书》，市发改委以沪发城[2004]第467号文批复同意立项。2005年8月29日，上海市政府与中国科学院签订了《合作共建上海辰山植物园工作协议书》。2005年8月22日发布了《上海辰山植物园方案设计招标文件》，遴选出德国瓦伦丁设计组合方案作进一步深化设计。2006年1月26日，经上海市机构编制委员会研究决定，同意建立事业单位上海辰山植物园（筹），人员编制初步核定为50名。2006年2月14日，市绿化局向市政府专题汇报辰山植物园方案，市政府原则同意由德国瓦伦丁规划设计组合和上海市园林设计院组成设计联合体，进行方案深化设计。2007年1月10日，上海市绿化管理局成立上海辰山植物园工程建设指挥部，夏颖彪、方岩分别担任项目总指挥和常务副指挥，胡永红任项目总工程师，全面负责工程建设。按照一次规划，分期、分块实施的要求，项目共分为一期、西南块、东南块、东北块四块。2007年3月15日，上海市建设和交通委员会以沪建交[2007]165号发文同意上海辰山植物园一期工程（技术部分）的初步设计。2007年3月31日上海辰山植物园正式开工。2007年6月14日，在市绿化管理局召开了《上海辰山植物园总体方案》评审会，与会专家一致赞同该总体方案通过评审，上海市规划局以沪规景[2007]686号文批复同意。