Sachverhalt: A. Am 23. Januar 2007 erteilte die Bausektion der Stadt Zürich B._ und der C._ AG (im Folgenden: die Beschwerdegegnerinnen) die baurechtliche Bewilligung für den Neubau von zwei Gebäudekomplexen und den Abbruch von drei bestehenden Gebäuden auf dem Grundstück Kat.-Nr. RI2440 zwischen der Zolliker- und Mühlebachstrasse in Zürich-Riesbach. Gleichzeitig mit der Baubewilligung wurde die im koordinierten Verfahren ergangene Verfügung der Baudirektion vom 12. Dezember 2006 eröffnet, mit welcher die denkmalpflegerische und lärmrechtliche Bewilligung erteilt worden war. Das Grundstück im Halte von 7'887 m2 bildet den nördlichen Teil der früheren Parkanlage der Villa Patumbah. Die Villa ist - zusammen mit dem südlichen Parkteil - im Inventar der kunst- und kulturhistorischen Schutzobjekte überkommunaler Bedeutung verzeichnet. Der nördliche Parkteil war vom Stadtrat Zürich am 13. Januar 1993 formell unter Schutz gestellt worden. Auf Rekurs der Eigentümer hob die Baurekurskommission am 22. Dezember 1993 die Unterschutzstellung auf; die hiergegen erhobenen Beschwerden der Stadt Zürich und des Zürcher Heimatschutzes wies das Verwaltungsgericht am 16. Dezember 1994 ab. Ebenfalls von der Rekurskommission aufgehoben wurde die für dieses Grundstück festgesetzte Freihaltezone. Im Rahmen der Bau- und Zonenordnung 1999 wurde die Parzelle der zweigeschossigen Wohnzone W2 zugewiesen. Das Bauvorhaben umfasst je einen lang gestreckten Gebäudekomplex entlang der Mühlebergstrasse (Länge ca. 80 m) und entlang der Zollikerstrasse (Länge ca. 75 m), bestehend aus zwei Unter-, zwei Vollgeschossen, einem Attikageschoss und einer Unterniveaugarage. Die Neubaute an der Mühlebachstrasse soll neben Ateliers und 12 Wohnungen einen Hammam (orientalisches Dampfbad) mit Café und Verkaufsladen beherbergen. An der Zollikerstrasse sollen 18 Wohnungen entstehen. Der zentrale Bereich des Baugrundstücks bleibt unüberbaut. Er soll nach den historischen Plänen des Garten- und Landschaftsarchitekten Evariste Mertens bzw. auf der Grundlage noch vorhandener Originalsubstanz wieder hergerichtet, mit dem südlichen Parkteil zusammengefügt und als zentrale Parkkammer der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Der bestehende schmiedeeiserne Zaun entlang der Zollikerstrasse soll restauriert werden. Für die Hauszugänge, die Garageneinfahrt und für neue Parkzugänge sind Öffnungen an insgesamt fünf Stellen geplant. B. Gegen die Baubewilligung und die Verfügung der Baudirektion rekurrierten der Verein Pro Patumbah und A._ am 28. Februar 2007 und die Schweizerische Gesellschaft für Gartenkultur (SGGK) am 7. März 2007. Die Baurekurskommission I führte am 30. Januar 2008 einen Augenschein durch. Am 23. Mai 2008 trat sie auf den Rekurs des Vereins Pro Patumbah nicht ein und wies die übrigen Rekurse ab, soweit sie darauf eintrat. C. Dagegen erhoben A._ und die SGGK am 26. Juni 2008 gemeinsam Beschwerde an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Dieses wies die Beschwerde am 26. November 2008 ab. D. Gegen den verwaltungsgerichtlichen Entscheid haben A._ und die SGGK am 29. Januar 2009 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten ans Bundesgericht erhoben. Sie beantragen, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben und es sei der Beschwerde aufschiebende Wirkung zu erteilen. Zudem beantragen sie die Durchführung eines Augenscheins. E. Die Beschwerdegegnerinnen, die Bausektion der Stadt Zürich und das Verwaltungsgericht beantragen Abweisung der Beschwerde. In ihrer Replik vom 18. Mai 2009 halten die Beschwerdeführerinnen an ihren Anträgen fest. F. Am 8. Februar 2009 haben die Stimmberechtigten der Stadt Zürich die Volksinitiative "Pro Patumbah-Park" klar abgelehnt. Diese Initiative hatte verlangt, den nördlichen Teil des Patumbah-Parks (Parzelle Nr. 2440) der Freihaltezone zuzuweisen. 