Kungliga Vetenskapsakademien godkände Veit Wittrocks förslag att avdela ett område om 7 hektar till trädgårdens botaniska del och 13 hektar till den praktiska avdelningen för köksväxter etc. I planen ingick även att uppföra växthus, en bostad för Professor Bergianus, bostäder för trädgårdsmästarna och deras lärjungar, redskapsskjul och andra byggnader som krävdes för driften av trädgården. Wittrock gick systematiskt tillväga i processen genom att besvara följande frågor:
- Huru många växthus böra byggas och hvilket är det tjenligaste läget för desamma?
- Huru skall den stora mångfalden af växtformer ändamålsenligast grupperas för att på ett åskådligt sätt lemma en bild af slägtskapsförhållandena inom växtriket?
- Böra ej äfven andra synpunkter än den systematiska - t.ex. den biologiska och växtgeografiska - få göra sig gällande vid grupperingen af växterna?
- Bör ej ett botaniskt laboratorium med särskildt försöksfält ingå i trädgårdens plan?
Trädgårdens utformning detaljplanerades och Wittrock undersökte växtlokalernas klimat och förutsättningar för odling: jordmån, tillgång på fukt, höjd över havet etc. Vid tiden för köpet av Haga-Frescati användes delar av marken i den blivande trädgården till åkerbruk, men stora delar bestod också av naturlig vegetation med ekbackar, tallskogspartier och blandskogsområden. En uttalad målsättning var att så långt som möjligt placera in växterna i trädgården med hänsyn taget både till växtgeografi och växtsystematitik. Wittrock, som själv hade ett starkt intresse för bland annat alger, menade att det var viktigt att sporväxterna (kryptogamerna), inte helt fick stå tillbaka för de kanske mer lättillgängliga fröväxterna (fanerogamerna). Därför planerades områden för såväl ormbunksväxter som mossor och lavar in i trädgårdens uppbyggnad. Lavarna visade sig dock svåra att odla då "ogräs" i form av lavar och mossor som naturligt förekom på platsen tog över de etiketterade arterna.
Under Wittrocks tid anlades också Victoriahuset, ett växthus för odling framförallt av vattenväxter. Växthusets paradnummer var - och är än idag - jättenäckrosorna Victoria regia och Victoria cruziana. Till Wittrocks gärning kan vi också lägga uppförandet av ett stort antal odlingsterasser, flera dammar samt ett antal grottor som anlades vid Brunnsvikens strand. De senare användes som utställningslokaler för intressanta naturalieföremål som tålde att förvaras utomhus. Idag finns flera av dessa föremål i Paviljongen i trädgården.