Egy magyarországi állatkert alapításának gondolata már a reformkorban, az 1830-as, 1840-es években felvetődött. Az 1848–49-es forradalom és szabadságharc, majd az utána következő évek viszonyai azonban nem kedveztek a létesítésnek. Hosszabb szünet után, 1859-ben került szóba ismét a létesítendő állatkert ügye. Az alapítási eszme úttörői közül Xántus János zoológus, etnográfus és utazó, Szabó József geológus professzor, Kubinyi Ágoston, a Magyar Nemzeti Múzeum akkori igazgatója és Gerenday József, a Füvészkert igazgatója voltak a leginkább tevékenyek.

Bár a terv lelkes fogadtatásra talált, sőt, 1863-ban a Magyar Tudományos Akadémia is pártolólag foglalkozott az üggyel, a kivitelezésnek kezdetben számos, nagyrészt bürokratikus akadálya volt. Végül 1864-ben, a Magyar Királyi Helytartótanács jóváhagyásával megalakulhatott az „Állatkerti Részvénytársulat”. A szükséges tőkét részvényjegyek kibocsátásával igyekeztek biztosítani. Időközben Pest Szabad Királyi Városánál sikerült elérni, hogy 1865. szeptember 5-én, az akkor még Városerdőnek nevezett Városligetből 31 katasztrális hold és 600 négyszögöl (mintegy 18 hektár) területet a város harmincévi használatra díjmentesen (pontosabban évi egy arany jelképes bérleti díj fejében) átengedjen állatkert létesítése céljából.

A park beosztásának tervét Petz Ármin városi főkertész készítette, az épületek megtervezésére pedig Szkalnitzky Antal és ifj. Koch Henrik kapott megbízást. Reitter Ferenc és Vogel József városi mérnökök vezetésével alakították ki a ma is meglévő, akkor 900 m²-es víztükrű Nagy-tavat, illetve az azt tápláló fúrt kutat is.

Az építési munkálatok befejezésére az 1866-os évben került sor, és az állatállomány nagyobbik részét is ekkor szerezték be. Az igazgatói tisztséget egy rövid ideig Leopold Fitzinger müncheni zoológus töltötte be, majd a megnyitás előtt lemondott, és Xántus Jánost nevezték ki igazgatónak. Az Állatkert végül 1866. augusztus 9-én, csütörtökön nyitotta meg kapuit. Ekkorra a kertben 11 nagyobb és több kisebb épület készült el, és mintegy 500 állatot láthatott a közönség.