La idea de organizar esta expedición científica se incluye dentro de los planes de actuación trazados por el fisiócrata francés A. Turgot, empeñado en la búsqueda de plantas útiles aclimatables en Francia. El proyecto se asienta sobre las mismas bases que inspiraron el viaje de Saint-Edmont a la India o el del abate Rozier a Córcega. Las gestiones para conseguir de la Corona española el permiso necesario para este viaje recayeron sobre el Gobierno de Clugny. La persona elegida por la Corte francesa para esta expedición fue el médico Joseph Dombey, un botánico experto, que contaba con el apoyo del Jardin du Roi de París.
J. Dombey llegó a Madrid en el otoño de 1776. En abril de 1777, se extienden en Aranjuez las Reales Cédulas acreditativas para los botánicos (H. Ruiz y J. Pavón), y los dibujantes (J. Brunete e I. Gálvez). J. Dombey viajaría "en calidad de acompañado de los españoles de la misma profesión". La elección de los botánicos españoles, jóvenes y con parca experiencia, fue realizada por C. Gómez Ortega, primer catedrático del Real Jardín. Los expedicionarios embarcaron en el puerto de Cádiz en octubre de 1777; tras seis meses de travesía arribarían a El Callao. Las primeras colecciones, apenas un mes después de la llegada, fueron realizadas en las proximidades de Lima; más tarde se adentraron en la cordillera andina, Tarma y Xauxa, pero siempre su enclave logístico fue Lima, allí volvían periódicamente para ordenar lo herborizado y preparar sus envíos a las dos cortes europeas, los primeros en abril de 1779 y desde entonces con asiduidad, aunque no siempre llegaran a su destino.
Durante los primeros meses de 1780, los expedicionarios preparan una visita a Huánuco, en la entrada de la Amazonia, un territorio al que debían prestar especial atención de acuerdo con la "Instrucción a que deben arreglarse los sujetos destinados por D.M. para pasar a la América Meridional ..." recibida en España; allí debían encontrar quinos. Huánuco reserva otras sorpresas a los expedicionarios; además de los quinos, de la coca o del caucho, los expedicionarios conocen in vivo el levantamiento de Tupac-Amaru a fines de 1780. Siguiendo su norma de trabajo, viajaron a Lima para preparar una nueva temporada de herborización; así lo hicieron los españoles, quienes en julio de 1781 volverían a trabajar en Tarma, excepto J. Dombey, quien permaneció en Lima ocupado en el estudio del flujo y reflujo del puerto de El Callao; no viajaría más por el interior del Perú.
A fines de 1781, los dirigentes españoles señalan un nuevo destino para la expedición: Chile. Partirían hacia Talcahuano en diciembre de 1781, allí atracaron cuarenta días después. Los botánicos españoles herborizaron en las proximidades de Concepción y Santiago de Chile; J. Dombey fue reclamado por el regente de la Audiencia de Chile para informar sobre a viabilidad de las explotaciones mineras del norte del país. En noviembre de 1783, los expedicionarios se reencontraron en Santiago, para viajar a Valparaíso y, desde allí, embarcar con destino a El Callao.
En abril de 1784, J. Dombey embarcó con dirección a Cádiz, a su llegada se verá sometido a un fuerte y prolongado registro fronterizo, realizado por Juan de Cuéllar a petición expresa de C. Gómez Ortega. Tras la partida de J. Dombey se observan cambios significativos en el trabajo de los expedicionarios en el Perú: se agrega un nuevo equipo de botánico y dibujante (J. Tafalla y J. Pulgar) y la Expedición queda permanentemente instalada en el interior del territorio. Desde 1784 la investigación se centrará en los bosques de quinos, se herborizará menos, pero se estudiará con mucho detenimiento la forma de beneficiar el producto y los distintos tipos de árboles.
En estos estudios invirtieron los expedicionarios el período comprendido entre mayo de 1784 y octubre de 1787. El 12 de octubre de 1787, H. Ruiz recibe la orden de organizar la vuelta a la Península, los agregados, J. Tafalla y J. Pulgar, debían permanecer en el Perú; en esta misma Real Orden (18/II/1787) se prevé el establecimiento de una Cátedra de Botánica en Lima. El 31 de marzo de 1788, H. Ruiz, J. Pavón e I. Gálvez (J. Brunete murió en Pasco en mayo de 1787) embarcaron en El Callao con destino a Cádiz.
A la vuelta a España los expedicionarios comienzan a trabajar sobre los materiales herborizados. En 1792 ocupan una sede propia, la Oficina Botánica; ese mismo año H. Ruiz publica el primer resultado de la expedición: la Quinología, ó tratado del árbol de la quina ó cascarilla (Madrid: Viuda e hija de Marín). Seis años después del inicio de los trabajos en Madrid, en 1798, verá la luz el primer volumen de una colosal aventura editorial: la Flora Peruviana et Chilensis, Prodromus ... (Madrid: Gabriel de Sancha), con las descripciones de los nuevos géneros descubiertos.
Pese a los continuos envíos de J. Tafalla, J. Pulgar y los nuevos discípulos formados en América, la Oficina Botánica de Madrid trabaja a ritmo lento en la publicación de sus trabajos; desde 1804 el proyecto queda paralizado, los expedicionarios pasan a dedicarse, con exclusividad, al estudio de los quinos; ya en 1801, habían publicado un Suplemento á la Quinología (Madrid: Viuda e hijo de Marín).
Poco más fue lo publicado del trabajo realizado por expedicionarios españoles en el Perú; sus materiales acabarían siendo distribuidos entre los botánicos europeos interesados en la flora americana o depositados, para dormir el sueño de los justos, en los archivos de las instituciones españolas.
