In de late 19e eeuw had elk van de drie grote West Side parken zijn eigen kleine serre en vermeerderingskassen. Na 20 jaar gebruik waren deze serres in verval geraakt en verouderd.
In 1905 sloopte Jens Jensen, algemeen opzichter en hoofdlandschapsarchitect van de West Park Commission van Chicago, de drie kleinere serres in Humboldt-, Douglass- en Garfield Park om er in Garfield Park wat bedoeld was als “de grootste openbare serre onder één dak ter wereld” te bouwen. Veel van de oorspronkelijke beplanting kwam uit de drie kleinere Westside serres.
Gebouwd tussen 1906 en 1907, werd de Garfield Park Conservatory ontworpen door Jensen in samenwerking met Prairie School architecten Schmidt, Garden en Martin en het New Yorkse ingenieursbureau van Hitchings en Company. Het is een unieke samenwerking van architecten, ingenieurs, landschapsarchitecten, beeldhouwers en ambachtslieden.
Jensen vatte de serre op als een reeks naturalistische landschappen onder glas, een revolutionair idee voor die tijd. De eenvoudige maar sterke vorm van de structuur, die de hooibergen van het Midwesten moet nabootsen, vormt een aanvulling op de verzameling planten en gebladerte die het huisvest.
Heden ten dage volgt de serre nog steeds de oorspronkelijke uitgangspunten van Jensen. Een van de populairste kamers is de eerste die aan de bezoekers wordt voorgesteld, de Palmenkamer. In deze zaal staan meer dan zeven dozijn palmsoorten van de meer dan 2700 soorten die vandaag de dag bekend zijn. Van bijzonder belang is de dubbele kokospalm, die in 1959 voor het eerst door medewerkers van het conservatorium werd gekweekt. De dubbele kokospalm komt alleen voor de kust van Zuid-Afrika in zijn oorspronkelijke omgeving voor en produceert, naar men zegt, het grootste zaad van alle planten ter wereld, met een gewicht tot 23 kg. De dubbele kokospalm in het conservatorium stierf in februari 2012 door momenteel onbekende oorzaak. Vanwege de zeldzaamheid van de soort in het wild, en de uitdagingen van de teelt, wordt niet verwacht dat het zal worden vervangen.
Na vele tientallen jaren van verwaarlozing, onderging het conservatorium een multi-miljoen-dollar restauratie in 1994. De non-profit Garfield Park Conservatory Alliance werd opgericht om de structuur te helpen onderhouden en programma’s en diensten voor bezoekers aan te bieden.
In een hagelbui in de nacht van 30 juni 2011 liep de serre catastrofale schade op aan glas in showrooms en productiehuizen waar planten worden gekweekt of opgeslagen. Vijf onlangs gerenoveerde showrooms bevatten gelaagd glas en liepen daardoor minder schade op. Sommige ruimtes gingen op 3 juli weer open voor het publiek. De Fern Room ging op 1 december 2011 weer open en de overige ruimtes op 24 januari 2012. Om geld in te zamelen voor de reparaties maakte de plaatselijke kunstenaar Bryan Northup schalen van het gebroken glas in beperkte oplage, die door het conservatorium werden verkocht.
In 2012 won het conservatorium de National Medal for Museum and Library Services.
Het Garfield Park Conservatory staat ook bekend als een plek waar mensen hun huisdieren, vaak hagedissen en andere reptielen, illegaal hebben achtergelaten. Het personeel probeert ze te redden en is soms succesvol in het vangen en verbinden met lokale dierenreddingsgroepen, maar vaak sterven de dieren uiteindelijk van blootstelling of verhongering volgens het personeel.
In de viering van de 2018 Illinois Bicentennial, werd Garfield Park Conservatory geselecteerd als een van de Illinois 200 Great Places door het American Institute of Architects Illinois component (AIA Illinois).