Дендрарий заложен весной 1979 года. Массовые посадки произведены в 1980 году. Здесь сосредоточены коллекции отечественной и зарубежной дендрофлоры умеренного климата Северного полушария. Среди деревьев, кустарников и лиан множество переселенцев из разных регионов России, а так же из других стран и континентов Западной Европы, Японии, Китая, Северной Америки, Средней Азии и Кавказа. Существующая площадь дендрария 4 га, проектируемая – 15 га.

Экспозиции устроены по систематическому принципу. Виды, относящиеся к одному семейству, посажены рядом в биогруппы. В верхней части дендрария посадки произведены по географическому принципу, здесь сосредоточены деревья и кустарники природной дендрофлоры Дальнего Востока и Северной Америки. Композиционные посадки осуществлены в ландшафтном стиле. При посадке учтены высота, размеры деревьев. Для лучшего их показа имеются открытые пространства. Всего в дендрарии произрастают 600 видов, форм, разновидностей деревьев, кустарников и лиан, относящихся к 38 семействам. Большинство представителей древесной флоры стран средней Европы, Дальнего Востока хорошо приспосабливаются к природным условиям нашей республики. Они цветут, плодоносят, дают полноценные семена. Лишь некоторые деревья, кустарники Дальнего Востока повреждаются возвратными весенними заморозками.

Маршруты экскурсий по дендрарию проходят по дорожкам. Показ экспозиций начинается с нижней части дендрария, где растут 7 видов сирени. За ними растут форзиции, которые пышно цветут в апреле. Далее выделяется можжевельник казацкий – декоративный кустарник со стелющимися ветвями. Рядом выделяется необычными «лопастными» кленовыми листьями малиноклен душистый – вид природной флоры Северной Америки. Поблизости растет еще один вид этого региона – магония падуболистная. В восточном углу размещены барбарисы, декоративные кустарники, цветущие преимущественно желтыми цветками. Далее по маршруту располагаются экспозиции жимолостей. Длительно и обильно цветут спиреи – невысокие кустарники, нетребовательные к почве. Ярко выделяются своими белыми цветками различные виды калины. Очень декоративны калина Бульденеж и калина Гордовина. Айва японская или хеномелес японский – невысокий кустарник, цветет обильно в мае оранжевыми цветками, их спелые плоды – желтые, богаты витамином С, используют для приготовления компотов, желе и варенья.

В северной части дендрария собраны коллекции древесной природной флоры Северной Америки и Дальнего Востока. Необычно красивы формой листьев, хвои, кроны дуб красный, лжетсуга Мензиеза, можжевельник вигринский, клен сахаристый, лиственница американская, сосна Банкса и Веймутова. Из плодоносящих растений следует отметить айву японскую и шелковицу черную.

Шелковица черная родом из Ирана и Афганистана, устойчива к морозу, плодоносит почти ежегодно. Плоды черно-фиолетовые, очень сочные, ценятся как пищевой продукт. Рядом с шелковицей расположена биогруппа бархата амурского, который является единственным пробковым деревом Чебоксарского ботанического сада. Название свое получил за мягкую, плотную на ощупь кору, из которой получают пробку.

Из вьющихся древесных растений или лиан в дендрарии, в северной его части, призрастают виноград девичий пятилисточковый, виноград амурский и древогубец лазящий.

Большим количеством форм представлена туя Западная. Все формы туи зимостойки, теневыносливы, применимы для одиночных и групповых посадок. Из хвойных необычной декоративностью и формой выделяются сосна Банкса и Веймутова, ель колючая.

Экскурсия по дендрарию завершается аллеей космонавта-3 Андрияна Григорьевича Николаева, внесшего большой вклад в создание Чебоксарского филиала ГБС РАН.

Дендрарий ежегодно пополняется новыми видами, дальнейшее его развитие осуществляется созданием коллекций древесной флоры Северной Азии и Северной Америки на прилегающих территориях. В дендроколлекции ботанического сада имеются редкие эндемичные растения, исчезающие в природе под действием различных антропогенных факторов. В результате многолетних исследований, проведенных в дендрарии, разработан улучшенный ассортимент деревьев, кустарников и лиан для озеленения городов и сельских поселений Чувашии, включающий более 300 видов и форм высокодекоративных растений. Дендрарий с учетом биологического разнообразия его коллекций является особо ценным объектом и научным достоянием республики.