中国科学院昆明植物研究所标本馆的前身乃著名植物学家胡先骕、蔡希陶先生等于1938年创建的,当时由北平私立静生生物调查所与云南省教育厅合办的云南农林植物研究所标本室,是国内较早创建植物标本室之一,首任标本室主任是当时的副所长汪发缵教授,该室设于现在昆明植物园的茶花园内,为砖木结构的平房,约100平方米,还包括陈列室、研究室等,现此建筑已完全拆掉,当时由胡先骕命意,云南省教育厅厅长龚自知题字的“原本山川,极命草木”的奠基石业已丢失。原馆藏标本已有蔡希陶、王启无、俞德浚在1935、1938年所采标本,未上台纸的约三万余号,加上汪发缵、俞德浚、刘瑛、李鸣岗在1950年前所采,及秦仁昌、冯国楣等在丽江所采,约八万份,这就是本标本室在新中国成立前的家底。1950年4月昆明解放后,云南农林植物研究所改名为中国科学院植物分类研究所昆明工作站。1953年2月9日再改名为中国科学院植物研究所昆明工作站。
1956年在周恩来总理访问缅甸等国归来视察当时的中国科学院植物研究所昆明工作站后,感于条件简陋,指示由国家拨款修建三座科研、行政楼,标本室及植物分类研究室位于行政楼二楼(副号标本室位于原植物生理楼的一层),此为第二代标本馆,主要收藏蕨类植物、裸子植物和被子植物标本。在1964年以后,扩大收藏苔藓植物标本。这时标本藏量已达70余万份。从1977年起,标本馆开始收藏地衣和大型真菌标本。
1980年,用当时国家林业部支付的楸木园标本馆转让补偿费,在现址上建设了本馆的老馆部分,建筑面积3700平方米,标本库面积1161.2平方米,这便是第三代标本馆,馆藏量达到83万份。
2001年2月12日中国科学院科发建复字(2001)15号文批准植物标本馆改扩建项目的初步设计及概算,总投资1500万元,改扩建面积6169.26平方米。扩建新馆工程于2001年6月30日开工,2002年3月22日正式竣工验收,一次验收合格,质量优良。新馆竣工面积2469.26平方米,设有给排水系统、照明系统、消防系统、弱电系统及通风系统,较好地满足了标本保藏的使用功能要求。2002年5月19日密集标本柜验收,2002年6月30日投入使用。2002年9月1日老馆改造开工,改造面积3700平方米。2003年6月26日老馆改造工程通过初步验收,同年9月8日通过最终验收,工程质量优良。通过改扩建工程,使标本馆的标本保藏面积增加到2538.2平方米(其中,老馆1161.2平方米,新馆1377平方米),附属用房面积增加到1936.68平方米(其中,老馆750平方米,新馆1186.68平方米)。此次该扩建工程,也完成了标本馆的信息网络系统的硬件建设,为标本馆数据库建设和数字化标本馆的目标的实现创造了必要的条件。改扩建工程极大的改善了标本馆的保藏环境和基本配套设施,使得标本馆的容量扩大到保藏300余万份标本的规模。就此,第四代标本馆建成,功能更齐全,设备更先进,符合国家知识创新工程的需要,达到发达国家的中等水平。
在解放后开展的中苏合作的云南植物资源考察、西藏高原综合考察、南水北调综合考察、云南植物资源考察(1958)、中草药植物考察、独龙江植物考察及高黎贡山生物多样性考察、武陵山植物考察、墨脱越冬考察和高黎贡山、独龙江考察等大型科学考察活动之后,并和国内各植物学研究机构展开广泛交换,使本馆的标本藏量大幅度增加。
标本馆现收藏植物标本110.0万份,是国内收藏植物类群较全(涵盖除藻类以外的所有植物门类)的标本馆,其中有种子植物标本90.0万份(被子植物82.3万、裸子植物0.7万份和副号标本7.0万份)、蕨类植物标本2.0万份、苔藓植物标本11.0万份、大型真菌标本4.0万份和地衣标本2.3万份和木材标本0.6万份。在这些馆藏标本中,拥有各类模式标本约1.0万份。改扩建后,还将规划收藏浸泡标本以及果实、种子标本。本馆收藏的植物标本来自全国,尤以西南及东喜马拉雅地区的最为丰富。本馆在中国乃至世界植物学研究、资源的开发利用及生物多样性保护方面具有重要的地位,是中国植物学研究的重要基地。
本馆标本收藏立足于云南,着重于中国西南地区和中南地区,扩大收藏东南亚、南亚等周边国家的植物标本,并希望与全球各国建立标本交换关系,丰富馆藏内容。
2002年7月1日至8月31日,顺利完成110余万份植物标本及物资的搬迁任务,为老馆改造工程顺利开工提供了方便。在此期间,未停止标本馆对外开放,坚持接待外来人员查阅标本。2002年9月1日起,正式恢复对外开放。2002年9月1日至2003年9月1日,老馆改造,2003年9月8日竣工验收并交付使用。