L’histoire de la Réserve Naturelle Régionale Roger de Vilmorin commence avec celle de l’arboretum de la famille Vilmorin. Elle plonge ses racines au coeur du siècle des Lumières. En effet, en 1770, Philippe-Victoire de Vilmorin et Pierre d’Andrieux fondent la maison Vilmorin-Andrieux à Paris. Peu à peu, ce magasin de graines s’agrandit, notamment grâce aux relations avec de nombreux explorateurs comme André Michaux ou Antoine-Augustin Parmentier.
En 1815, Philippe-André de Vilmorin (le fils de Philippe-Victoire) doit transférer ses collections par manque de place. Son choix se porte sur Verrières-le-Buisson, pour la richesse de ses sols, son exposition favorable et la proximité de Paris. Il implante ses collections sur une des plus prestigieuses propriétés, composé du pavillon de chasse que Louis XIV fit élever en 1660 pour Madame de la Vallière, et d’un parc de 3 hectares créé par le paysagiste André Le Nôtre. Dès son installation, Philippe-André de Vilmorin transforme ce jardin en un véritable arboretum. Au fil des années, les générations de Vilmorin enrichissent les collections de nouveaux sujets. Mais bientôt, la surface restreinte de l’Arboretum oblige à étendre les collections sur une parcelle attenante dénommée « La Pièce ».
C’est ainsi que naît peu après 1910 le futur Arboretum municipal de Verrières-le-Buisson. Malheureusement, en 1937, « La Pièce » se trouve détachée de l’ancienne collection par voie de succession. Néanmoins, il continue d’être géré et entretenu jusqu’en 1965 par la société Vilmorin-Andrieux. Il plonge ensuite dans un total abandon.
En 1975, la commune de Verrières-le-Buisson devient propriétaire de l’Arboretum. Elle en confie alors la gestion à la Maison des Arbres et des Oiseaux, association de jeunes de 14 à 25 ans créée en 1976. Afin d’en assurer une protection efficace, en 1988, l’Arboretum de Verrières-le-Buisson a été classé Réserve Naturelle Volontaire Roger de Vilmorin. En 2004, suite aux lois de décentralisation, il est a été reclassé en Réserve Naturelle Régionale. En 1992, suite à l’acquisition par la commune de nouvelles parcelles, un projet d’aménagement de grande envergure est entrepris. En 1999, l’Arboretum est durement touché par la tempête du 26 décembre. C’est alors l’occasion de mettre en place un plan de gestion et de plantation à court et à long terme afin de garantir la pérennité de l’Arboretum.