Николаевский зоопарк был основан в 1901 году на базе частного живого уголка природы, в котором содержалось несколько видов рыб, саламандры, крокодил и попугаи. В 1918 году этот уголок, расширившийся по площади и увеличивший видовой состав животных сравнительно с первоначальным, получил название Государственного аквариума. В 1922 году он был переименован в Николаевский зоологический сад. В годы Великой Отечественной войны был разрушен, восстановлен к 1948 году и переименован в зоологический парк. До 1977 года этот зоопарк располагался на небольшой площади, всего лишь около 1 гектара, в центре города, что мешало его дальнейшему развитию и создавало неудобство городскому хозяйству. 

 В 1977 - 1978 годах этот зоопарк был ликвидирован и построен новый на площади около 20 гектаров, также в центральной части города, с перспективой организации на этом участке, кроме зоопарка, еще и ботанического сада. Создание в Николаеве зооботанического сада предусмотрено генеральным планом развития этого областного центра Украины. 

 На новой территории зоопарка построены здания для содержания диких животных с учетом новейших достижений зоотехнической науки, с соблюдением основных ветеринарно-санитарных правил и с учетом биологических особенностей тех питомцев, для которых здания предназначены. Заслуживает внимания огромный птичник площадью смотрового зала более 300 квадратных метров, здание для слонов и бегемотов сооружено по типу аналогичного здания, существующего в Магдебургском зоопарке (ГДР). Построен также остров зверей для содержания крупных хищников с большими выгулами и другие сооружения.