Dendrologijos skyrius VU Botanikos sode Kairėnuose buvo įsteigtas 1976 m. rugpjūčio 1 d. Pirmoji šio skyriaus darbuotoja – VU GMF absolventė, botanikė G. Jurkevičienė (Vaurutė). Skyriui buvo pavesta kaupti dendrologines kolekcijas. Skyrius neturėjo patalpų, o jaunojai darbuotojai iš Botanikos ir genetikos katedros buvo skirtas didelis stalas, prie kurio kadaise 15 metų dirbo žymus botanikas prof. P. Snarskis. Iki 1977 m. dendrologė dirbo Pomologijos skyriaus kabinete, vėliau buvo skirtos patalpos buvusių dvaro arklidžių antrame aukšte, o nuo 1982 m. – „baltųjų plytų name“. 1976 m. G. Jurkevičienė rudenį praleido rinkdama medžių ir krūmų sėklas sodo Vingio skyriuje bendraudama su ilgamete sodo darbuotoja J. Moroz ir semdamasi iš jos patirties. 1977 m. pavasarį Kairėnuose buvo pasėtos Vingyje surinktos sumedėjusių augalų sėklos, iš ten parvežta apie 100 vardų medelių ir krūmų sėjinukų. Jauni augalai buvo susodinti į lysves paauginti.      

1978 m. iš Vingio buvo perkelta ir didesnių augalų, kurie sudarė kolekcijos pradžią ir buvo gera medžiaga augalams pažinti. Pagal tuo metu rengiamą Botanikos sodo planą, Dendrologijos skyriui buvo numatytas  didžiausias plotas – senasis Kairėnų dvaro parkas, miško parkas, arboretumas (60 ha), kolekcinis plotas, medelynas, iš viso 98 ha žemės. Arboretumas buvo projektuojamas geografiniu ir kraštovaizdiniu principu, pasirinktos vidutinių platumų zonos iš Šiaurės Amerikos (rytinės ir vakarinės dalių), Europos, Tolimųjų Rytų, Kinijos ir Japonijos, Sibiro, Kaukazo, Himalajų, taip pat Viduržemio pajūrio. Metams bėgant ir formuojant Dendrologijos skyriaus darbuotojų kolektyvą, visiems geografinių zonų plotams buvo priskirti kuratoriai, kurie pradėjo rinkti būdingas atitinkamų kraštų rūšis: Šiaurės Amerikos (rytinė ir vakarinė dalis) – G. Jurkevičienė; Europos – I. Petrauskienė (Kybartaitė), R. Skridailienė (Jasiulionytė), I. Šimonienė (Vadoklytė), (V. Guseva); Tolimųjų Rytų – G. Jurkevičienė, V. Pribušauskaitė (Keršanskienė); Kinijos ir Japonijos – V. Pribušauskaitė; Sibiro – S. Deveikis, A. Skridaila, A. Kulešo; Kaukazo – I. Noreikienė (Rimkutė); Himalajų – G. Jurkevičienė, V. Pribušauskaitė; Viduržemio pajūrio -  I. Petrauskienė, V. Guseva. 1981 m. rudenį iš Paminklų konservavimo ir restauravimo instituto buvo gautas arboretumo pagrindinių medynų planas (pagrindinis autorius L. Čibiras) – 14 rūšių masyvuose (13 980 vnt.) ir 23 rūšys (1 720 vnt.) masyvų pakraščiuose. Arboretumo masyvus sodinti pagal parengtą planą buvo pradėta 1985 m., šį darbą organizavus tik ką paskirtam  Dendrologijos skyriaus vedėjui A. Skridailai: 1985 m. buvo pasodinti 800 vnt. paprastojo ąžuolo (Quercus robur L.), 150 vnt. mažalapės liepos (Tilia cordata Mill.); 1986 m. – 1 000 vnt. paprastojo ąžuolo, 100 vnt. raudonojo klevo (Acer rubrum L.), 400 vnt. paprastojo klevo (Acer platanoides L.), 50 vnt. cukrinio klevo (Acer saccharum Marshall) medelių.  Masyvų pakraščiais 1986 m. buvo pasodinta 11-os rūšių 240 vnt. jau Dendrologijos skyriaus specialistų užaugintų medelių: 1987 m. – 1300 vnt. paprastojo klevo, 400 vnt. karpotojo beržo (Betula pendula Roth), 600 vnt. paprastojo uosio (Fraxinus excelsior L.), 200 vnt. paprastojo ąžuolo ir t.t. Metai iš metų medžių ir krūmų kolekcijos didėjo: 1982 m. auginti 250 vardų augalai, 1983 m. – 420, 1987 m. – 470, 1994 m. – 1360, 1996 m. – 2180, 2000 m. – 2428, 2005 m. – 2600, 2014 m.  – per 2600.

Skyriuje padaugėjus darbuotojų, buvo pradėtos rinkti ir specializuotos kolekcijos. Apie tai jau buvo galvota kuriant skyrių. Vienų ar kitų kolekcijų kaupimo aktualumą lėmė tuometinis tam tikrų augalų genčių populiarumas, geros galimybės auginti ar tiesiog mokslinių kuratorių įžvalgumas, numatant būsimų ekspozicijų savitumą. Sumedėjusių lianų kolekciją kuravo G. Jurkevičienė; rožių (Rosa L.) kolekcija rūpinosi E. Naktinytė, G. Jurkevičienė, D. Ryliškis; alyvų (Syringa L.) kolekcijos „šeimininkai“ buvo A. Knyvienė, A. Skridaila, A. Kulešo; rododendryno ir Japoniško sodo pradininkė ir kuratorė – V. Pribušauskaitė; pušūnų (Pinophyta Cronguist, Takht. et W. Zimm. ex Reveal) kolekcijos kuratoriai buvo I. Noreikienė, T. Kuisys, V. Guseva, alpinių augalų kolekcijos pradininkė ir kuratorė – V. Guseva; lapuočių dekoratyvinių veislių kolekcijos kuratorė – I. Noreikienė, V. Guseva, R. Šimėnaitė; skiepytų augalų kuratorius kurį laiką buvo G. Miceika, dekoratyvinių obelų (Malus Mill.) pradėjo kuri D. Ryliškis. Magnolijų (Magnolia L.)  kolekciją kaupti pradėjo T. Kuisys. Bet pirmąją magnoliją  (Magnolia kobus DC. Var. borealis Sarg.) – mažą sėjinuką – Dendrologijos skyriuje pasodino G. Jurkevičienė 1978 m. Ji, beje, yra išauginusi T. Kuisio surinktų, K. Kaltenio dovanotų magnolijų ir iš sėklų – Šiaurės Amerikos kilmės magnolijų.

Kai pagrindiniame dendrologijos skyriaus sklype pasidarė ankšta, atskiros kolekcijos jau kaip ekspozicijos „pabiro“ po visą sodą. Taip atsirado „Rožynas“, „Alyvų kalnas“, „Alpinių augalų sodelis“, Rododendrynas ir Japoniškas sodas, „Sodelis prie uosio“, „Įžymių žmonių kalnelis“, „Dekoratyvinių obelų kalnas“ ir kt. O ir pats pagrindinis sklypas, pradžioje naudotas pirminiam kolekcijų kaupimui kaip medelynas, buvo pertvarkytas ir pritaikytas lankyti.

Iki reorganizacijos į dendrologinių kolekcijų grupę, Dendrologijos skyriui vadovavo: S. Deveikis (1979–1984), dr. A. Skridaila (1985–1987; 1990–2002), I. Noreikienė (1988–1989), dr. D. Ryliškis (2003–2004), dr. A. Aučina (2005–2006), o reorganizavus (nuo 2014 m. rugsėjo 8 d.) šiai grupei vadovauja R. Šimėnaitė. Tačiau dendrologines kolekcijas, ekspozicijas, be vadovų, specialistų puoselėja ir nemažas būrys darbininkų. Daugelį metų šį darbą nuoširdžiai dirbo V. Cironka, J. Gilevič, E. Petrauskaitė, V. Vagner, M. Steponavičienė, H. Bublevič, O. Rozepal, H. Pristavko, I. Jakubovskaja, A. Naina, E. Jegor, S. Larionova, M. Malyševa, T. Jenuškevič, F. Vagner, A. Guiko, L. Mikalkevičienė, E. Almena Torres.

Dabar augalus rūpestingai prižiūri S. Rapcevičienė, V. Mastianica, S. Jeriomina, R. Želvetro, G. Vertinskij, A. Kolenda, R. Brazaitienė, J. Lapušinskij.