Spočiatku sa v roku 1949 uvažovalo s výstavbou ZOO v okolí Železnej studničky. Expertízy však túto lokalitu potvrdili ako nevhodnú. Prijala sa nová alternatíva - vybudovať ZOO v Mlynskej doline, pôvodne na ploche cca 9 ha, s perspektívou rozšírenia areálu až na 90 ha. Spočiatku sa uvažovalo nad vybudovaním zookútika pri PKO, ale neskôr vzhľadom na význam Bratislavy ako hlavného mesta Slovenska sa pristúpilo k výstavbe samostatného chovného a vzdelávacieho zariadenia.
S výstavbou sa začalo v roku 1959 a slávnostné otvorenie ZOO pripadlo na 9. máj 1960. V prvom desaťročí existencie bratislavskej ZOO sa dostavili prvé chovateľské úspechy (odchovy makakov, paviánov, dikobrazov, nutrií, leopardov, púm a dingov). Ako jedna z prvých ZOO v Európe sme odchovali mláďatá rysa ostrovida. Zvláštnu pozornosť si zasluhujú umelé odchovy antilop, paviánov, danielov a sŕn. Z výchovno-vzdelávacích aktivít bola veľmi úspešná poradenská služba chovateľom malých zvierat a záujmové krúžky - jazdecký, sokoliarsky, zoologický, chovateľský a krúžok ochrancov prírody. Neskôr sa kolekcia zvierat doplnila o mnohé vzácne druhy zvierat a bratislavská ZOO dosiahla najvýznamnejšie chovateľské úspechy prvým umelým odchovom leopardov škvrnitých a hyen pásavých v bývalom Československu.