Здание на Конюшковской улице связано с деятельностью первых естественно-научных обществ России. В 1857 году, по инициативе профессора Московского университета А. П. Богданова и под покровительством императорской семьи, начало свою работу Общество акклиматизации. В 1864 году оно получило название Императорское русское общество акклиматизации животных и растений. Основной задачей общества было создание первого зоологического сада в городе. Изначально его планировали разместить в Нескучном саду, но позже, по решению императора, комплекс был оборудован в районе Верхнего Пресненского пруда, где он находится и сегодня. Вокруг Нижнего Пресненского пруда, который в то время располагался между Верхне-Прудовой (ныне ул. Конюшковская) и Нижне-Прудовой улицами, планировалось организовать ботанический сад, но его создание шло менее успешно. В 1892 году на территории незавершенного ботанического сада прошла вторая Всероссийская ботанико-акклиматизационная выставка.

Большинство павильонов выставки были временными деревянными конструкциями, которые планировалось разобрать после её завершения. Исключением стал павильон учебно-образовательного отдела, построенный на средства известного московского фармацевта В. К. Феррейна, который был единственным кирпичным зданием. К нему была пристроена каменная ограда для придания выставке более изящного вида. Посетители отмечали, что павильон был «солидный, красный, в греко-египетском стиле» и описывали его как «храм науки». Главный фасад, выполненный в псевдоклассическом стиле и украшенный скульптурой, был обращен к воде, откуда открывался лучший вид на здание. Экспозиция павильона была необычной: окна затенены слайдами с увеличенными под микроскопом фрагментами растений, в залах стояли ящики с остатками древних растений, выставлены китайская утварь и ботанические коллекции, по стенам развешана китайская живопись. Также демонстрировались новейшие приборы для научных исследований.

Феррейн намеревался передать здание под ботанический музей и после выставки подарил его обществу. Вскоре было решено использовать его для бактериологическо-агрономической станции, где разместились фитобактериологическая лаборатория, основанная Феррейном, и фитопаразитологическая лаборатория под руководством профессора В. А. Тихомирова. Научные круги считали, что создание станции стало важным итогом выставки.

Официальной датой открытия станции считается 1 сентября 1864 года; эта дата, выбитая римскими цифрами, дополнила латинскую надпись «Для исследований природы» над входом. На средства Феррейна было закуплено необходимое оборудование, а позже государство выделило субсидию для дальнейшей работы станции. В начале ХХ века, в поисках средств для содержания Московского зоопарка, общество было вынуждено сдавать в аренду все свои постройки в районе Нижне-Пресненского пруда, кроме станции. Впоследствии, для погашения долгов, все земли были возвращены в дворцовое ведомство, за исключением станции.

Современники вспоминали, что от сада остались только воспоминания, а вокруг станции выросли убогие постройки. Вид на станцию со стороны пруда также пострадал, так как часть пруда была засыпана. В результате здание ботанической станции потеряло свое свободное расположение в садово-парковом ансамбле и стало частью рядовой застройки Верхне-Прудовой улицы, переименованной около 1913 года в Большую Конюшковскую. Корпус здания отступал от красной линии, напоминая застройку старых московских усадеб.

Во время революционных событий 1905 года здание пострадало от снарядов, но было частично отремонтировано за государственный счет. С 1907 года станция расширила объем работ и штат сотрудников. Для их проживания в 1908 году на территории станции был построен каменный флигель. В первые годы советской власти станция находилась в ведении Наркомзема и до недавнего времени сохраняла функции научного учреждения.

Застройка ансамбля феррейновского павильона хорошо сохранилась до наших дней, однако само здание ботанической станции было надстроено в советское время, а сфинксы, вазы, скульптурные портреты и лепные фризы, украшавшие здание, были утрачены.