Зоологическата градина в София съществува от 1888 г. Тогава тя не е разположена на сегашното си място, а в двора на бившия царски дворец. Първата животинска експозиция е тази на черен лешояд (картал). Животинската колекция бързо се разраства поради интереса на цар Фердинанд към колекционирането на диви животни. Фердинанд се интересувал особено от птици. Поради това скоро след възникването на зоологическата градина е изграден специален павилион, в който са пуснати фазани. Следващото попълнение на зоопарка е елен, а след него в градината трябвало да се поместят и двойка кафяви мечки. Територията, с която разполагали, се оказала недостатъчна, поради което царят заделил за целта част от царската ботаническа градина.
По това време теренът на царската ботаническа градина се намирал в края на града. Днес този терен е част от парка, намиращ се между бул. Евлоги и Христо Георгиеви (Перловска река), ул. Гурко и бул. Васил Левски (срещу бившата Спортна палата). През средата на терена, отреден за развитието на бъдещата зоологическа градина, минавало сухото корито на един от притоците на Перловска река. На терена имало само една стара сграда, която се използвала за складиране на зеленчуци и семена. Сградата била преотстъпена на бързоразвиващата се зоологическа градина. Продължило обогатяването на животинската колекция. Интересите на царя се насочили и извън рамките на България. През 1892 г. в зоопарка били докарани първите два лъва. В сграда, в която да се помещават двата хищника, била преустроена дотогавашната сграда за фураж и зърно. Още през същата година двата лъва дават поколение – едно мъжко лъвче.
През 1893 г. за управител на софийския зоопарк бил назначен орнитологът Д-р Паул Леверкюн. Основният принос на Леверкюн е в построяването на голям брой клетки и помощни сгради, които по-късно спомагат за по-бързото разрастване на зоологическата градина. През периода на неговото управление е построена и солидната сграда, в която по-късно биват настанени и първите бели мечки. Три години по-късно на този пост бива назначен дотогавашният главен ловец на двореца, Бернард Курциус. Той пристига в България заедно с цар Фердинанд. Курциус остава на този пост в продължение на над 40 години.
Изглед от софийския зоопарк през 1894 г.
През 1894 г. е построен първият басейн на територията на зоопарка. Тогава басейнът е зает от няколко розови пеликана. През същата година е докарана първата едногърба камила. През 1894 г., както и през следващите години са разширени значително колекциите от птици и бозайници. През 1895 г. е построена голяма куполовидна клетка, предназначена за едрите грабливи птици. През същата година в нея са пуснати и два брадати лешояда. През следващите десетина години броят им нараства значително. Последният брадат лешояд в зоопарка умира на 21.12.1947 г.
Зоологическата градина в годините след Втората световна война
Изглед от софийския зоопарк през 2017 г.
Към 1950 г. в зоологическата градина се отглеждат над 2000 гръбначни животни, които привличат над 400 000 посетители годишно.
В началото на 1966 г. идейният проект за новия зоопарк, изработен от архитектите Радославов и Илиев, е готов. Планирано е той да бъде в Горни Лозенец (част от кв. Лозенец), близо до планината Витоша. Изграждането му да става на три етапа в продължение на петнадесет години.
След като строежът е почти завършен, през 1983 г. подготовката за местенето на животните започва. Изработват се десетки специални дървени сандъци по германски образец за транспортирането на различните животни. За слоницата Савитри е предвидена огромна метална клетка. Голямото местене се осъществява през 1984 г. и се превръща в голямо изпитание за хората и за животните.
От стария зоопарк остават сградите на мечкарника и слонарника, които са с безспорна архитектурна стойност. По-късно и те са разрушени напълно.
На 10 септември 1984 г. новият зоопарк, построен от Строителни войски, е открит и отворен за посетители. Растителността е грижливо подбрана, все още има много открити пространства. Колекцията от животни е впечатляваща. Сред най-атрактивните видове са индийски слонове, бели и кафяви мечки, бърнеста мечка, тигри, лъвове, хиенови кучета, шимпанзета, антилопи нилгау, зебута, европейски видри и др.
За периода 1984 – 1985 г. директори на Зоологическа градина – София са били Д-р Станчо Матевски, Адриан Ставракиев и Д-р Николай Бинев. От 1985 до 2014 г. директор е д-р Иван Иванов.
От 2014 г. до края на 2016 г. директор на ОП „Зоологическа градина–София“ е Д-р Манол Нейков, а след това – Добромир Бориславов.
