Созданный в 1924 г. Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур призван был обогатить флору нашей страны новыми ценными видами и сортами полезных растений, найти дополнительные источники промышленного, технического и лекарственного сырья. Новые растения следовало разместить в подходящих по климату местах, отобрать при испытании наиболее ценные из большого количества получаемых семян, черенков и саженцев.
С этой целью в различных географических зонах страны создавались опытные участки, опорные пункты, филиалы и станции Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур. В 1926 г. известным ботаником академиком Н. И. Вавиловым в поселке Мардакян на полупустынном Апшеронском полуострове на базе бывшего пригородного совхоза был организован Восточно-закавказский филиал института. После реорганизации в 1930 г. Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур филиал вошел в систему Всесоюзного института растениеводства как его отделение, а в 1936 г. получил название Опытной станции сухих субтропиков. С 1945 по 1964 г. здесь находилась Мардакянская научно-экспериментальная база Института садоводства, виноградарства и субтропических культур.
За первое десятилетие существования здесь было собрано около 700 видов и разновидностей древесных и кустарниковых растений субтропического происхождения, большинство из которых успешно проходили испытательный срок акклиматизации. Постепенно были отобраны наиболее стойкие и нужные для народного хозяйства растения, такие как эвкалипт, лавр благородный, мирт обыкновенный, маслина европейская и др. Из 15 тысяч видов, разновидностей, форм и сортов, полученных Н. И. Вавиловым из разных уголков земного шара, удалось акклиматизировать 400 видов декоративных древесных и кустарниковых растений, 868 сортов субтропических плодовых культур (гранат, инжир, унаби, маслина, фисташка и др.).
Успешно развернувшиеся работы по организации дендрария были прерваны в годы Великой Отечественной войны, когда основное внимание было обращено на сохранение существующих насаждений. К сожалению, все сохранить не удалось - погибли и выбыли из коллекции некоторые ценные субтропические древесные и кустарниковые растения.
В 1945-1963 гг. интродукционные работы вновь приняли широкий размах. Нити вторичной интродукции протянулись в другие районы Азербайджана. Это помогло научно обосновать развитие субтропического растениеводства, отобрать и улучшить сорта граната, маслины, инжира, хурмы восточной, а также районировать их. Рекомендовано создание специализированных совхозов - Зыхского маслинного, Мир-Баширского и Маштагинского субтропических.
В последующем дендрарий 2 года (1964-1966) находился в системе Министерства здравоохранения Азербайджанской ССР, а в 1966 г. в силу его большого научного значения был передан Институту ботаники АН Азербайджанской ССР. После этого наряду с интродукцией ценных и перспективных видов субтропических растений расширилась работа по парковым посадкам в центральной части дендрария, создан питомник декоративных растений, который во многом способствовал размножению редких экзотов и внедрению их в озеленение.
Дендрарий в Мардакяне приобрел известность как научный центр озеленения полупустынных районов не только Апшерона, но и всего Азербайджана. Отсюда вышли на улицы и в парки городов и сел аризонский и горизонтальный кипарисы, алеппская и итальянская сосны, дрок испанский, маслина европейская и многие другие породы. Дендрарий является маточником, откуда уже с первых лет его существования брался посадочный материал для обмена с озеленительными организациями Закавказья, Средней Азии, Северного Кавказа, Крыма и Южной Украины.
В создании коллекции дендрария наряду с основоположником его Н. И. Вавиловым (в 1926-1930 гг.), который непосредственно руководил работой, активное участие принимали А. Д. Стребкова (1927-1933 гг.), Н. Д, Костецкий (1933 г.), П. А. Шутов (1934-1964 гг.), И. А. Жигаревич (1936-1964 гг.), С. Г. Алекперова (1938-1964 гг.) и другие ученые.