В 1986 году в Читинском дворце пионеров (ныне городской Центр детского творчества) был создан «живой уголок». Инициатором его появления стал руководитель кружка аквариумистов Геннадий Петрович Спрягин.
Рядом с Дворцом пионеров оборудовали вольеры для косули и павлина, а также небольшой бассейн для лебедя. По вечерам у вольера в Пионерском парке собиралось множество детей и взрослых.
Количество животных постепенно увеличивалось, и вскоре для двухсот питомцев стало не хватать места. Их содержание требовало полноценного ухода, специальных условий, а для теплолюбивых видов — контроля температуры, влажности и качества воды. Чтобы сохранить коллекцию, энтузиасты обратились к городским властям с просьбой найти подходящую площадку для зоопарка.
При поддержке администрации Читы и личном участии главы города Р.Ф. Гениатулина начался поиск нового помещения. Выбор пал на заброшенное здание бывшего детского сада около Пионерского парка. Несмотря на аварийное состояние, активисты взялись за его ремонт и обустройство, после чего животные переехали на новое место.
Муниципальное учреждение культуры «Читинский городской зоопарк» официально начало работу 20 июля 1994 года на основании постановления главы администрации города №1157.
После переезда коллекция зоопарка стала активно пополняться как за счёт размножения животных, так и благодаря горожанам, которые приносили спасённых диких зверей и птиц.
Значительный вклад в развитие зоопарка внёс Геннадий Николаевич Индустриев, руководивший им с 1995 по 2001 год. За время его работы количество обитателей увеличилось в десять раз по сравнению с 1994 годом.
В 2002 году директором зоопарка стал Александр Семёнович Кибалин. С 2015 года учреждение возглавлял Дмитрий Николаевич Ларченко. В апреле 2020 года директором был назначен Вадим Николаевич Костенников.