Eestis, nagu enamikus pärast Esimest maailmasõda iseseisvunud riikides, jõuti kultuuri ja majanduse arengus loomaaia loomiseni alles Teise maailmasõja eelõhtuks, kuigi arutelu selle vajalikkuse üle algas siin kohe omariikluse väljakuulutamise järel. Tallinna loomaaed avati 25. augustil 1939. Selle sündmuse ettevalmistuste põhikoormus langes Loomakaitse Liidule ning Loodushoiu ja Turismi Instituudile.

1937. aastal oli Helsingis maailmameistriks tulnud Eesti Laskurliidu võistkond lisaks nn Argentiina karikale toonud Soomest kingitusena kaasa elusa ilvesepoja Illu. Temast sai Tallinna loomaaia esimene eksponaat ja meie logol kujutatud vapiloom. Hakatuseks otsustati koguda kollektsiooni ja kogemusi Kadrioru pargi serva rajatud provisooriumis. Edaspidi oli kavas välja valida ulatuslik maa-ala korraliku loomaaia rajamiseks. Kuna Eesti annekteerimine Nõukogude Liidu poolt tõi 1940. aastal kaasa seltside ja liitude keelustamise, läks loomaaed Tallinna linnavalitsuse alluvusse ning tegutseb munitsipaalasutusena tänini. Teine ilmasõda tõmbas edasistele plaanidele mõneks ajaks kriipsu peale ning uuele ca 87 ha suurusele territooriumile Veskimetsa koliti alles 44 aastat hiljem, 1983. aastal.

Esialgu tuli leppida peamiselt vanadest sõjaväeladudest kohandatud ajutiste ehitistega. Toonases Nõukogude Liidus kehtis pärast Moskva olümpiamänge 10-aastane kultuuri- ja spordiasutuste ehitamise keeld. Seetõttu asuti tõelisi loomaaiarajatisi jõudumööda ehitama alles pärast Eesti taasiseseisvumist. Mõnes mõttes on isegi hea, et meil polnud võimalust nõukogudeaegsete materjalide ja ehitustavadega kuigi palju ehitada. Nüüd saame kasutada kaasaegseid tehnoloogiaid ja materjale. Arvestades praeguse territooriumi ulatust ja linna rahalisi võimalusi, võtab korraliku ekspositsiooni rajamine tublisti aega, mistõttu linnavälised toetajad on alati teretulnud. Eesti ainsa loomaaiana tuleb meil  võimalikult hästi juba praegu täita metsiku looduse saatkonna rolli.

Loomaaia uuemad ehitised:

1999 kevad      valmis troopikamaja

1. aprill 2002    avati linnutiigid

2002 kevad      Sise-Aasia ekspositsiooni avamine

26. aprill 2004  alpinaariumi avamine

19. juuni 2004  vööthüäänide aediku avamine

21. juuni 2005  troopikamaja idatiiva avamine

07. juuli  2005  emaelevantide aediku avamine

29. aprill 2006  amuuri leopardide aediku avamine

29. juuni 2006  lõvide ekspositsiooni avamine

23. dets. 2008  jaapani makaakide ekspositsiooni ja elevantide renoveeritud siseekspositsiooni avamine

27. juuni 2009  lumeleopardide ekspositsiooni avamine alpinaariumis

2011 uued kureaedikud Sise-Aasia kompleksis
04. juuli  2011  väikeste kaslaste kompleksi avamine 

2012 uus känguruaedik