A tatárjárás után IV. Béla adománylevele a domonkos rendi apácáknak juttatta az ?Ökördűlőnek" nevezett területet, amely akkoriban a Rákos-patak gazdag vízszolgáltatása folytán dús legelő volt, s ahol az apróvadak is megéltek. A jó legelő és az ivóvíz is szerepet játszott abban, hogy több száz éven keresztül itt rendezték az országgyűléseket. Ez nem vált a mai Városliget javára, mert a táborozók kiirtották az apróvadat és letiporták a növényzetet. A Duna hordalékát megkötő vegetáció letaposása után a fölszabadult homokot szél hordta, áradás marta, s a vidék lassan mocsaras területté változott.
Mátyás korában kicsit javult a helyzet, mert a király gyakran az itt létesített vadaskertbe vonult pihenésre.
A Városi Tanács a ligetet 1755-57 között fűzfával ültette be. Mária Terézia, s utána II. József az erdőtörvényben gondoskodtak a liget fásításáról. 1785-ben a polgármester megbízta Stolc János selyemhernyó-tenyésztőt a fásítás elvégzésével. Stolc - mivel a közeli Terézvárosban selyemgyára volt - nem tagadva meg önmagát, eperfák ültetésével kívánta előbbre vinni a Városliget lombosítását. Később Boráros János városbíró kezdeményezésére Batthyány József hercegprímás 24 évre bérbe vette a liget területét, kötelezettséget vállalva tervszerű fásítás elvégeztetésére. A munkálatok vezetésével megbízott Witsch Rudolf mérnök 1808-ban írt beszámolójában közli, hogy kétezer munkással kezdte a fásítás, a csatornaépítés, a 10 000 négyszögöles víztükör eléréséhez szükséges földkiemelés és az 500 öl hosszú és 10 öl széles főallé munkálatainak elvégzését. A beszámoló megírásának idején a fák lombjai már árnyékot adtak, és a tó vize csillogva vette körül a két szigetet. Virágzó területet varázsoltak a liget és a hozzá vezető fasor földjére. A hercegprímás halála után a Városliget bérletét öröklő Batthyány Tivadar nem teljesítette kötelezettségeit, sőt elkezdte a fák kitermelését. Ezért a Tanács fölbontotta a szerződést, és saját kezelésébe vette a Városliget sorsának intézését. Az 1808-ban megalakult Szépítő Bizottmány irányításával Nebbien Henrik francia származású műkertész tervei szerint folyt a kiszárítás, a feltöltés és a fásítás. József nádor alcsúti birtokáról hozatott már nagyra nőtt platánokat és vadgesztenyefákat, és telepítette a ligeti térségekre. Nebbien tervét örömmel fogadta, bármily túlzónak látszottak ezek az elképzelések. Nebbien egy valódi népkert megteremtéséről álmodott. Kéziratban ránk maradt tanulmányában vázolja a korszerű kertművészet követelményeit, s ismertetve a Városliget adottságait, a talajminőség és a vízellátás alapján alkotja meg a fásítás és a kertészeti kiképzés részletes tervét.
A Városerdő, ahogy akkoriban nevezték, a reformkorszakban igen kedvelt szórakozóhelye volt a pestieknek, bár a hozzá vezető főútvonalat 1830-ban elcsúfították, mert a rendkívül hideg időjárás miatt József nádor a Fasor fáinak kivágására adott engedélyt.
Nebbien terve a Páva-, a későbbi Hattyú-, majd a Nádor- és a Drót-sziget ? a későbbi Széchenyi-sziget ? kiépítését is tartalmazta. 1863-ban megtörtént a tó újraszabályozása és a flóra újabb telepítési munkája. Az 1880-as években a Városliget jelentősége csúcsán állt. Ekkor merült fel, hogy a Városliget ideális színhelye lehetne egy világkiállításnak. Persze ezért nehéz áldozatokat is kellett hozni, mert a park faállományának egy jelentős része az építkezésnek útjában állott. Több mint 800 fát kellett kivágni a kiállítási épületek felépítése miatt.  Ekkor vágták ki a régi Stolc-féle eperfákat és akácóriásokat, a Batthyány-féle telepítés akác- és platánfáit, a Nebbien-féle hársfaligetet és sok őshonos fűzfát, jegenyét és nyárfát.
A világháború kitörése előtt Ráde Károly kertészeti igazgató a Városligetet a nagy forgalom miatt átrendezte és nagyobb tömegek befogadására tette alkalmassá, úgy, hogy a pihenés és a sétálás helyein, valamint a közlekedés útjain torlódások ne keletkezhessenek. A kertművészet korszerű szabályai szerint újrarendezte a séta- és közlekedési utak, pihenők és játszóterek arányát, új utakat épített, tágas pázsitmezőket létesített, és igyekezett dendrológiai értékű fákat, cserjéket meghonosítani a Ligetben. Ebből az időből származik az amuri parafa, és ahhoz egészen közel ültetve a szép szomorú bükk, amelyek a rundót díszítették. Kanadai vasfákat, amerikai feketediófákat, tulipánfákat, díszalmafákat telepített á Liget leglátogatottabb gócaiba.
Az I. világháború után nehezen tért magához az ország, és lassan állt helyre a rend a Városligetben is. A helyreállítás során a régi padokat felújították, befestették, új padokat, székeket helyeztek el, az utakat rendbe hozták és felszórták, a kivénült gyepet felásták, helyette újat telepítettek, a virágágyakat még szebben, változatos színpompával tervezték. A fahiányokat dendrológiai értékű fákkal pótolták, és sok szép díszcserjét ültettek ebben az időben. Fehér nyírfákat telepítettek, amelyek kérge szépen világít a félhomályban. A Széchenyi Fürdő mellé papírszeder és lucfenyők, kínai diófa, liliomvirágú uborkafa, parókafa, és más ritka és értékes növény került. A virágokon kívül díszfüveket is telepítettek csoportokban, a Mezőgazdasági Múzeum déli oldalán sziklakert létesült, míg az északi oldalon árnyékot kedvelő évelő csoportokat állítottak össze.

A II. világháború alatt a belövésektől, bombatámadásoktól a Városliget súlyos veszteségeket szenvedett, fáinak jelentős része elpusztult, megsérült.
Az újjáépítés során két óriási hiba tovább rontotta a Liget állapotát: egyrészt a nemzetközi vásár újra megnyitása, másrészt a felvonulási tér túlméretezése.
A Vásár 1972-es végleges kiköltözése után, 1974-78 között zajlott a Liget átépítése, mely a legnagyobb szabású parképítés volt, amelyet Magyarországon valaha megvalósítottak. Kb. 100 000 cserjét ültettek, és pótolták a hiányzó fákat.
Ekkoriban alakították ki a Kis Botanikus Kertet, amely arra szolgál, hogy az embereket a növények megismerésére, szeretetére nevelje. Olyan ritkaság található itt, mint a mahagóni fákkal rokon Cedrela Sinensis, melynek nincs is magyar neve. Látható itt atlanti cédrus, borókafenyő, fekete fenyő, páfrány fenyő. Természetesen megtalálhatók itt a másutt is ismert és elterjedt lombos fák, mint pl. a hegyi juhar, a vadgesztenye, a papíreperfa, a szilvafa, az egybibés galagonya, a bükkfa, a fekete dió, a tulipánfa és a jezsámen. Ez utóbbi illatozó, fehér virágú cserje, amelyet tévesen jázminnak neveznek.
Található még kocsányos tölgy, a lisztes berkenye egy változata és szőlőlugas is.
A Közlekedési Múzeum mellett 3 szép mezei juhar található, továbbá a Városligeti körútnál az Ilka utcával szemben 7 db korai juhar.
Figyelemre méltó a bükkfának néhány különleges változata, melyek a régi szökőkút környékét díszítik. Ugyanitt találjuk őszi pompájában a ritka szépségű kőrisfajtát, a Fraximus excelsior ?Aureá?-t.
A Paál László sétány mellett egy olyan örökzöld tölgy áll, mely 70 évesen 1977-ben került oda.
A Városliget valamikor mocsaras terület volt, a Rákos-patak egyik ága erre kanyargott. Ez a patakmeder a Petőfi Csarnok és a tó között húzódott. Az egykori vízparti vegetációra néhány növény ma is emlékeztet. Ilyenek pl. a Petőfi Csarnok előtt fűzek, amelyek közül egy 18 és egy 16 méter magasságú épp a volt patakmeder mentén található.
Hasonló múltú növények a mocsári ciprusok, amelyek szintén e környéken és a tóparton lelhetők fel.
De van itt 20 méter magas mocsári ciprus is, amelyet 1846-ban - halála előtt egy évvel - ültetett József nádor.
Kettős törzse miatt érdemes megnézni a Szánkódombnál található tiszafát.
Létezett egy elképzelés, miszerint a tó vizét kihasználva egy egész vízi vegetációt mutattak volna be, ezért sásféléket és virágzó vízinövényeket telepítettek a tó Városliget körút és Paál László sétány felőli oldalán. Ám sajnos ez nem lehetett hosszú életű, mert a víz utánpótlását biztosító Széchenyi Fürdőből olyan szennyező anyagok kerültek a tóba, melyek algásodást okoztak és kellemetlen szagot árasztottak. Minden fajta vegyi és kézi tisztítás elégtelennek bizonyult. A tónak ezen a részén is le kellett betonozni a medret.
A Városliget a nemzetközi szakirodalom szerint a világ első közparkja. Területe 100 hektár, amelyből 81 hektár a tulajdonképpeni park, ahol is kb. 6500 db fa található.