Die Hauptachse oder Botanische Achse des Parks ist eines der noch heute ablesbaren Elemente aus dem Gestaltungsentwurf, den Albert Brodersen, damaliger Städtischer Gartendirektor Berlins, für den 1909 neu gegründeten Schulgarten in Blankenfelde erstellt hat. Hier vereinen sich auf übersichtlicher Weise die ökonomischen, ästhetischen und didaktischen Ziele des Schulgartens. Die Tafelfelder und Wegedämme aus der Zeit der Nutzung als Rieselfelder geben der Gesamtanlage diese bis heute unverkennbare Aufteilung. Brodersen nutzte das vorhandene Rieselfeldraster  zur Gliederung der Anlage, zur Gewinnung von Anzuchtflächen sowie zur systematischen Darstellung der Pflanzen.

Die Hauptachse führt vom Haupteingang an der Blankenfelder Chaussee über das Zentrum des Botanischen Volksparks mit den Schaugewächshäusern und dem Arboretum bis zu den eher naturnahen Bereichen des Parks, wie dem Parkwald und den Wiesen.  Ein wesentliches Gestaltungsmerkmal ist die rhythmische Gliederung der Achse mit den vier von Linden bestandenen viereckigen Platzflächen. Zwischen den Lindenkarrées sind die Staudenpflanzungen das charakteristische Bepflanzungselement. 

Das Büro Planorama Landschaftsarchitektur hat im Rahmen der Erstellung eines gestalterischen Masterplanes für den Botanischen Volkspark 2011 ebenfalls eine zeitgenössische Bepflanzung der Hauptachse im Rahmen der denkmalpflegerischen Richtlinien vorgestellt. 

Der erste Abschnitt der Staudenbeete ist im Jahr 2012 neugestaltet worden. Hier sind in harmonischen Rottönen Geophyten, Stauden und Gräser ausgesucht worden, die mit ihren unterschiedlichen Höhen den Übergang zum bosquettenartigen Baumbestand im Hintergrund bilden. Durch diese Zusammenstellung entsteht vom Frühjahr bis im späten Herbst stets ein angenehmes Bild unmittelbar am Eingang des Parks.

Die Neugestaltung des zweiten Abschnitts ist im Jahr 2013 umgesetzt worden. Hier bestimmen silbrige, weiß-grüne Farben das Blütenbild, in Übereinstimmung mit der gläsern-metallischen Tönung der im Hintergrund stehenden Schaugewächshäuser.


Der dritte Abschnitt der Hauptachse liegt bereits im landschaftsgeschützten Bereich des Parks. Aus diesem Grund ist die Erneuerung der Staudenpflanzung hier vorwiegend von heimischen, wilden Arten geprägt. Naturschutz und biologische Vielfalt präsentieren sich behutsam im Einklang mit den gärtnerisch-ästhetischen Ansprüchen eines Gartendenkmals. Diese naturnahe Staudenpflanzung sowie die Einbindung der Hauptachse an die umgebenden Wiesen wurden 2015 im Rahmen der Maßnahmen des Umweltentlastungsprogramms Berlin (UEPII) durchgeführt.