Петровская площадь спланирована в 1750-е гг. в усадьбе Петровское-Разумовское. С юга и севера площадь застроена сохранившимися до сих пор зданиями: кухни (дом №52), конюшни (дом №54), особняк графов Разумовских (дом №47). Гостевой дворец разобран в 1864 году. На его месте возвели главный корпус Петровской академии с часовой башней (дом №49).
Площадь (в просторечии Круг) получила свое официальное название в 1860-е гг. по Петровской земледельческой и лесной академии. В 1902 г. ученый академии Иван Стебут посадил тополя селекции садовника академии Рихарда Шрёдера. У тополей есть имена: Петровский у дома №54 и Разумовский у дома №52.
Тимирязевский сквер создали к 4 февраля 1929 года, когда в центре площади открыли памятник Клименту Аркадьевичу Тимирязеву. Скульптор бронзового бюста Мария Страховская, проектировщик гранитного пьедестала и сквера главный архитектор Москвы Сергей Чернышев.
В 1920-е г- 1930-е гг. ученые-экономисты Александр Чаянов и Николай Кондратьев посадили в восточной части сквера черешчатые дубы "Линкольн". Дубы оформляют вход на Лиственничную аллею.
В центре сквера в 1928 году вокруг памятника Тимирязеву агроном Владимир Харченко на основе прививок, полученных от яблонь ягодных из сквера храма Христа Спасителя, посадил 12 новых яблонь.
