Le 12 février 1864, le zoo a été ouvert à Moscou. Sa création est le résultat du travail des biologistes de la Société impériale d'acclimatation des plantes et des animaux, qui ont organisé le premier jardin zoologique en Russie en périphérie de la ville. Le zoo abritait 286 représentants de la faune locale et d'animaux domestiques.

Les fonds provenant des billets d'entrée étaient destinés à l'entretien du zoo. Dans les premières années, jusqu'à dix mille personnes le visitaient chaque année. Les habitants de la capitale faisaient activement des dons pour soutenir le zoo, mais ces fonds étaient insuffisants pour l'achat et l'entretien des animaux. Il fallait également de l'argent pour la réparation et la construction de cages, d'enclos et de nouveaux bâtiments. En raison des dettes, la Société a rapidement décidé de louer le zoo à la famille Riabinin, ce qui a conduit à sa ruine.

En 1878, la Société a de nouveau pris le zoo sous sa protection. Cependant, les événements de la révolution de 1905 ont touché le territoire du zoo, et il a dû être à nouveau transféré à des mains privées.

Après la Révolution d'Octobre de 1917, avec l'arrivée du pouvoir soviétique, le zoo a été nationalisé en 1919. Aujourd'hui, c'est l'un des plus grands et des plus anciens zoos de Russie, situé au centre de Moscou. Son territoire couvre 21,5 hectares, et il abrite près de 750 espèces d'animaux, dont le nombre total dépasse sept mille.