Кафедра ботаники и экологии создана в 1965 году.

Первым заведующим кафедрой был доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент АН УCCР, заслуженный деятель науки Федор Львович Щепотьев (1967-1988 гг.), известный ученый в области дендрологии, дендрофизиологии, интродукции, акклиматизации и селекции древесных растений. Ф.Л. Щепотьев — автор 558 научных работ, среди которых более 20 монографий. Его учебное пособие «Дендрология» выдержало три переиздания, опубликовано на более 10 языках мира.

В 1988 году кафедру ботаники и экологии возглавил заслуженный деятель образования, академик Экологической академии, доктор биологических наук, профессор Михаил Лукич Рева. Он подготовил 22 кандидата и одного доктора наук, написал 220 научных работ, в том числе 14 монографий, несколько научно-популярных работ. Для студентов-ботаников М.Л. Рева подготовил ряд методических разработок и справочников по филогении растений, методики биологических научных исследований, экологии Донбасса.

С 1995 по 1999 год кафедрой руководил Семен Павлович Швиндлерман, доктор биологических наук, специалист по вопросам экологии, действительный член Экологической академии, автор более 80 научных работ, соавтор монографии «Экологические аспекты оптимизации агроэкосистем». Направление его научных и педагогических интересов — фитооптимизация техногенных экосистем, антропоценология.

С 2000 г. кафедру ботаники и экологии возглавлял доктор биологических наук, профессор, академик Экологической академии наук, член-корреспондент НАНУ Александр Захарович Глухов. Он автор концепции оптимального использования ресурсов с целью сохранения биологического баланса в экосистемах техногенных регионов. Большое внимание А.З. Глухов уделял работе с аспирантами и студенческой молодежью: под его руководством защищено 5 докторских и более 20 кандидатских диссертаций.

С 2014 г. кафедрой руководит кандидат биологических наук, доцент Андрей Иванович Сафонов.