В первые годы существования дендропарка здесь проводили масштабные испытания: высаживали растения, привезенные из разных уголков мира — Европы, Америки, Японии, Китая, Сибири и Дальнего Востока. К 1941 году коллекция насчитывала более 1000 видов. Однако суровая зима 1941–1942 годов уничтожила большую часть посадок — пережить морозы смогли только 367 видов.

После войны научная работа продолжилась. Специалисты занимались селекцией и искусственным скрещиванием деревьев, создавая новые формы, приспособленные к местному климату. В итоге 27 выведенных в Ивантеевке гибридов получили статус сортов. Многие из них отличаются морозостойкостью, устойчивостью к болезням и вредителям, высокой продуктивностью и декоративностью.

В течение долгого времени дендропарк находился не в лучшем состоянии: территория постепенно зарастала, а собственное производство посадочного материала практически прекратилось. Сейчас парк постепенно преображается — территорию расчистили, а входную зону обновили.

Сегодня коллекция насчитывает более 100 видов деревьев и кустарников, представляющих 24 семейства и 55 родов. Территория разделена на две зоны. На 4 га расположен дендрарий с регулярной планировкой: его центральной осью стала главная лиственничная аллея, которая проходит с севера на юг. Еще 9 га занимает селекционное отделение — именно здесь проводились эксперименты по созданию новых форм и гибридов лесных деревьев и кустарников.