Historia roślinności regionu liczy 11,5 - 12 tys. lat. Koniec późnego glacjału, a tym samym całej epoki lodowej (plejstocenu) nastąpił 8 tys. lat temu. Badania wykazują stale utrzymującą się odrębność florystyczną Borów Tucholskich i Puszczy Bydgoskiej w stosunku do obszarów sąsiadujących. Przejawem jej jest między innymi masowa obecność sosny panującej w regionie od przynajmniej 10 tys. lat, choć z udziałem gatunków liściastych większym niż dzisiaj.
Jakie były etapy rozwoju roślinności po ustąpieniu lodowca:
-starszy dryas (12-10 tys. lat p.n.e.): ustąpił lądolód. Wzgórza utworzone z naniesionego przez lodowiec materiału pokryła bezdrzewna tundra, przechodząca w formację stepowo - leśną i leśną. Główny składnik roślinności stanowiła brzoza karłowata, wierzba lapońska i dębik ośmiopłatkowy

-okres Allerod (10-8,8 tys. p.n.e.) nastąpiło ocieplenie, pojawiły się rzadkie lasy sosnowo-brzozowe

-młodszy dryas (8,8-8 tys. lat p.n.e.) ponowne ochłodzenie i powrót roślinności tundrowej

-okres preborealny (8-7 tys. lat p.n.e.): inicjalne zbiorowiska leśne, głównie brzoza, a później sosna czyli drzewa o małych wymaganiach termicznych i glebowych

-okres borealny (7-4 tys. lat p.n.e.): bezwzględna dominacja sosny, pojawiły się nowe gatunki: wiąz i leszczyna zwłaszcza na obszarach morenowych

-okres atlantycki (4 – 3 tys lat p.n.e.), nastąpiło optimum klimatyczne dla całego holocenu, nastąpił ostateczny zanik brył martwego lodu, w wyniku czego powstały liczne jeziora, rozprzestrzeniły się nowe gatunki drzew: dąb, lipa, a na wilgotnych siedliskach jesion i olcha. Był to okres panowania lasów liściastych na morenach i lasów mieszanych na uboższych siedliskach, udział sosny w lasach znacznie się zmniejszył

-okres subborealny (2 – 0,5 tys. lat p.n.e.), ochłodzenie klimatu. Zmniejszyła się rola wilgotnych lasów liściastych, lipy i wiązu, a zwiększyła rola dębu, sosny, oraz grabu odtąd masowo występującego na wysoczyznach morenowych i w okolicach rzek

-okres subatlantycki (od 500 lat p.n.e. do dzisiaj), ocieplenie klimatu, ale chłodniej niż w okresie atlantyckim. Pojawił się nowy gatunek: buk. W tym czasie zmniejszył się w lasach udział lipy, dębu, wiązu, sosna zaś rozprzestrzeniła się ponownie.
W okresie ostatnich 500 lat najważniejszym czynnikiem kształtującym szatę roślinna była działalność człowieka, wyniku czego większość lasów wycięto, a w zachowanych kompleksach leśnych zwiększył się udział gatunków iglastych.

W okresie wczesnosłowiańskim (V-VI w.) okolice Bydgoszczy, jak i całą Polskę pokrywała nieprzebyta puszcza ciągnąca się od wschodnich formacji stepowych ku zachodnioeuropejskim lasom liściastym. Dla pierwotnego krajobrazu puszczańskiego Polski charakterystyczne były liczne jeziora i rzeki z żeremiami bobrowymi i obfitością ryb. Wokół jezior i rzek ciągnęły się rozłożyste bagna i topieliska niedostępne dla człowieka. W okolicach Bydgoszczy występowały one w kotlinie bydgosko-toruńskiej, pradolinie Noteci oraz na dzisiejszych łąkach nadnoteckich. Podobnie dolina Wisły była terenem zalewowym pełnym bagien i wysp. Jeszcze w XV w. do patrymonium miejskiego Fordonu zaliczono 5 wysp na Wiśle. Obecnie pozostały 2 „kępy”, które jednak są wyspami tylko podczas wielkich powodzi.
Również niskie terasy pradoliny Wisły, w której leżała Bydgoszcz były terenami podmokłymi. 10 tys. lat temu płynęły tędy na zachód ogromne wody z topniejącego lodowca, a później wody z północy śladem doliny Brdy. Pozostało silne urzeźbienie powierzchni terasami, wykształciły się głęboko wcięte doliny i pradoliny.
W okresie wczesnosłowiańskim istniały w okolicach Bydgoszczy 2 duże grodziska na krawędzi wysoczyzny i pradoliny Wisły: w Zamczysku i Strzelcach Dolnych. Dolina i pradolina Wisły były wówczas miejscami zabagnionymi, pełnymi zastoisk wodnych, które nie sprzyjały osadnictwu, natomiast stanowiły ostoje dla zwierzyny.
Wokół Bydgoszczy lokacyjnej istniały naturalne odnogi Brdy, które wykorzystywano jako fosy okalające miasto i zamek. Dopiero przekopanie kanału bydgoskiego w 1773 r., osuszenie terenów i trzebież lasów spowodowała rozrost osad (Wilczak, Miedzyń, Osowa Góra) we wsie, a później przedmieścia i wreszcie dzielnice miasta.
Mapy Schrottera z 1798 r. przedstawiają Bydgoszcz otoczoną lasami jeszcze bardziej, niż dzisiaj. W wielkiej puszczy widać jedynie wytrzebione enklawy wokół Starego Miasta, na Okolu, Szwederowie, Bielawach i polach miedzyńskich koło Fordonu. Na Wiśle widać kilka sporych wysp koło Solca i Fordonu.
W Puszczy Bydgoskiej istniało prawdopodobnie kilka jezior, z których do dzisiaj zachowało się jezioro Jezuickie nadal dosyć rozległe (1,5 km2). W okresie prehistorycznym było ono znacznie większe. Można to dzisiaj sprawdzić obserwując zatorfione i zarośnięte baseny jeziorne w pobliżu. Kilka jeziorek jest właśnie w stadium zarastania.
Ciąg jezior byszewskich stanowił jeden zbiornik wodny o długości 30 km zwany wówczas Plitwicą.
Późniejsze odwodnienia terenów, jakie przeprowadzono zwłaszcza w XIX wieku spowodowały obniżenie wód podziemnych, obniżenie poziomu jezior, osuszenie bagien.
Na Kujawach znaczne leśne powierzchnie bagienne zmieniono na uprawy rolne.
Pierwotne puszczańskie drzewostany były bogate pod względem składu gatunkowego .Obok potężnych drzew rosły drzewa przygłuszone, opanowane przez grzyby na obraz Puszczy Białowieskiej, która jest jednym z niewielu w Europie fragmentów pierwotnego drzewostanu.
Od okresu neolitu pochodzą najstarsze ślady rolnictwa. Stopniowo doskonalono narzędzia, rozwijała się gospodarka żarowa. We wczesnym średniowieczu pod uprawę brano najżyźniejsze obszary grądów (lasów dębowo-grabowych) i dąbrów świetlistych. Już w 1000 roku ok. 25% powierzchni kraju stanowiły pola uprawne, a 10% łąki i pastwiska. U schyłku średniowiecza 50% powierzchni użytkowano rolniczo, a 12% stanowiły łąki i pastwiska.
Inaczej było na Krajnie, gdzie jeszcze w 1580 r. tylko 22% powierzchni stanowiły uprawy rolne.
Część terenów obecnych puszcz nigdy nie była użytkowana rolniczo. Dotyczy to m.in. okolic Bydgoszczy. Puszcza Bydgoska i Bory Tucholskie zawsze były obszarem puszczańskim, ale o składzie gatunkowym drzewostanów innym niż dzisiaj.
Już od późnych czasów piastowskich puszcze wokół Bydgoszczy stanowiły własność królewską pod nazwą Bydgoskie Bory Królewskie. Takie są tradycje dzisiejszej nazwy „Puszcza Bydgoska”.
W zaborze pruskim, do którego należała Bydgoszcz prowadzono wielkie prace odwadniające. W efekcie osuszono bagna, ale poziom wód obniżył się. Zmeliorowano m.in. rozległe łąki nadnoteckie. Lasy odnawiano przez siew lub sadzenie z nasion sprowadzanych z Niemiec. W tym czasie powstały monokultury sosnowe lub świerkowe w całej zachodniej Polsce. Dotyczyło to również Puszczy Bydgoskiej i Borów Tucholskich. Najniższa lesistość w kraju (20%) wystąpiła w 1945 r. Od tego czasu prowadzi się stopniowe zalesienia.