中國科學(xué)院昆明植物研究所標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)林植物研究所標本室，是國內(nèi)較早創(chuàng)建植物標本室之一，首任標本室主任是當(dāng)時的副所長汪發(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)時由胡先骕命意，云南省教育廳廳長龔自知題字的“原本山川，極命草木”的奠基石業(yè)已丟失。原館藏標本已有蔡希陶、王啟無、俞德浚在1935、1938年所采標本，未上臺紙的約三萬余號，加上汪發(fā)纘、俞德浚、劉瑛、李鳴崗在1950年前所采，及秦仁昌、馮國楣等在麗江所采，約八萬份，這就是本標本室在新中國成立前的家底。1950年4月昆明解放后，云南農(nóng)林植物研究所改名為中國科學(xué)院植物分類研究所昆明工作站。1953年2月9日再改名為中國科學(xué)院植物研究所昆明工作站。

1956年在周恩來總理訪問緬甸等國歸來視察當(dāng)時的中國科學(xué)院植物研究所昆明工作站后，感于條件簡陋，指示由國家撥款修建三座科研、行政樓，標本室及植物分類研究室位于行政樓二樓（副號標本室位于原植物生理樓的一層），此為第二代標本館，主要收藏蕨類植物、裸子植物和被子植物標本。在1964年以后，擴大收藏苔蘚植物標本。這時標本藏量已達70余萬份。從1977年起，標本館開始收藏地衣和大型真菌標本。

1980年，用當(dāng)時國家林業(yè)部支付的楸木園標本館轉(zhuǎn)讓補償費，在現(xiàn)址上建設(shè)了本館的老館部分，建筑面積3700平方米，標本庫面積1161.2平方米，這便是第三代標本館，館藏量達到83萬份。

2001年2月12日中國科學(xué)院科發(fā)建復(fù)字（2001）15號文批準植物標本館改擴建項目的初步設(shè)計及概算，總投資1500萬元，改擴建面積6169.26平方米。擴建新館工程于2001年6月30日開工，2002年3月22日正式竣工驗收，一次驗收合格，質(zhì)量優(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)，較好地滿足了標本保藏的使用功能要求。2002年5月19日密集標本柜驗收，2002年6月30日投入使用。2002年9月1日老館改造開工，改造面積3700平方米。2003年6月26日老館改造工程通過初步驗收，同年9月8日通過最終驗收，工程質(zhì)量優(yōu)良。通過改擴建工程，使標本館的標本保藏面積增加到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）。此次該擴建工程，也完成了標本館的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件建設(shè)，為標本館數(shù)據(jù)庫建設(shè)和數(shù)字化標本館的目標的實現(xiàn)創(chuàng)造了必要的條件。改擴建工程極大的改善了標本館的保藏環(huán)境和基本配套設(shè)施，使得標本館的容量擴大到保藏300余萬份標本的規(guī)模。就此，第四代標本館建成，功能更齊全，設(shè)備更先進，符合國家知識創(chuàng)新工程的需要，達到發(fā)達國家的中等水平。

在解放后開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、獨龍江考察等大型科學(xué)考察活動之后，并和國內(nèi)各植物學(xué)研究機構(gòu)展開廣泛交換，使本館的標本藏量大幅度增加。

標本館現(xiàn)收藏植物標本110.0萬份，是國內(nèi)收藏植物類群較全（涵蓋除藻類以外的所有植物門類）的標本館，其中有種子植物標本90.0萬份（被子植物82.3萬、裸子植物0.7萬份和副號標本7.0萬份）、蕨類植物標本2.0萬份、苔蘚植物標本11.0萬份、大型真菌標本4.0萬份和地衣標本2.3萬份和木材標本0.6萬份。在這些館藏標本中，擁有各類模式標本約1.0萬份。改擴建后，還將規(guī)劃收藏浸泡標本以及果實、種子標本。本館收藏的植物標本來自全國，尤以西南及東喜馬拉雅地區(qū)的最為豐富。本館在中國乃至世界植物學(xué)研究、資源的開發(fā)利用及生物多樣性保護方面具有重要的地位，是中國植物學(xué)研究的重要基地。

本館標本收藏立足于云南，著重于中國西南地區(qū)和中南地區(qū)，擴大收藏東南亞、南亞等周邊國家的植物標本，并希望與全球各國建立標本交換關(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余萬份植物標本及物資的搬遷任務(wù)，為老館改造工程順利開工提供了方便。在此期間，未停止標本館對外開放，堅持接待外來人員查閱標本。2002年9月1日起，正式恢復(fù)對外開放。2002年9月1日至2003年9月1日，老館改造，2003年9月8日竣工驗收并交付使用。