Першого травня 1919 року виставковою секцією Губполітпросвіти Київщини з ініціативи академіка АН УРСР М. Ф. Кащенка і д-ра біол. наук. В А. Караваева був зареєстрований Зоологічний музей. Він став одним з перших зоологічних центрів у системі Української Академії Наук і склав у майбутньому основу Інституту зоології АН УРСР, а також Зоологічного і Палеонтологічного музеїв при ННПМ НАН України. В перші роки існування музею колекції створювалися в основному за рахунок передачі в музей колекцій приватних осіб і експедиційних виїздів. У 1966 році Зоологічний музей увійшов до складу Центрального науково-природознавчого музею АН УРСР, а роком пізніше, під керівництвом Н. Н. Щербака, була закінчена повна реконструкція музею і він був відкритий для відвідувачів.
В даний час у музеї експонується близько 5000 екземплярів тварин, які відносяться до 4000 видів, але це усього лише двадцята частина всіх матеріалів які зберігаються в музеї. Експозиція побудована за систематичним планом, у ній освітлені будова і родинні відносини кожної групи тварин, поширення, найбільш важливі представники й охоронний статус видів. У музеї проводиться широка просвітницька робота, стажування на базі музею проходять студенти, аспіранти, наукові співробітники і працівники інших музеїв. Щороку музей відвідує близько 400 тис. відвідувачів, проводиться близько 100 оглядових і тематичних екскурсій.