В начале XIX века в царицынском хозяйстве была создана новая оранжерея для выращивания винограда. Виноград отличного качества предназначался для продажи и поставок к Высочайшему столу в Москву и Санкт-Петербург. Из всех оранжерей Виноградная просуществовала дольше остальных, которые к 1880-м годам были разобраны, а на их месте появились дачи. Здание Виноградной оранжереи сначала сдавали в аренду под «крахмальное заведение», арендатор сделал несколько пристроек, но после пожара прекратил свою деятельность. В течение десяти лет фабриканты пытались использовать оранжерею для производства, но отсутствие достаточного количества воды и дачная местность делали это невозможным.

В итоге белокаменное здание с деревянным этажом разделило судьбу других царицынских построек. До 1917 года в нем находилась дача, затем коммунальные квартиры. К 1990-м годам строение превратилось в руины.

В 2008 году здание Виноградной оранжереи было восстановлено, частично на историческом фундаменте. Сейчас здесь можно увидеть многие растения из исторического ассортимента царицынских оранжерей: инжир, гранаты, агавы, кактусы, цитрусовые деревья и виноград.