植物园的牡丹展区是位于波澄湖畔的牡丹园。为了进一步扩大牡丹园的种植规模,石家庄市植物园于2017年、2019年分两批引种了牡丹及芍药5000余株,全是新品种。其中包括观赏效果良好的红色系、黄色系、紫红色系、粉色系、复色系等几大色系的国内外优良观赏品种,如花竞、花王、岛锦、海黄、雪映桃花、群芳殿、气壮山河、如花似玉等等。
现在,园内牡丹已进入盛花期。在牡丹园西侧,紫凤朝阳、天女散花、桃花飞雪、红艳争辉等8个品种的千余株芍药含苞待放樱花,郁金香,海棠等一系列花开正旺。园内牡丹和芍药的花期预计将持续到五一之后。