Allerede i 1600-tallet havde man i København forskellige naturhistoriske samlinger og midt i 1700-tallet fik Københavns Universitet et egentligt zoologisk museum.
Samlingen blev bl.a. opbevaret i Holsteins Palæ i Stormgade.
I 1860’erne begyndte man opførelsen af en særskilt bygning for museet, som kom til at ligge i Krystalgade, men i tilknytning til universitetskomplekset ved Frue Plads.
Bygningen er tegnet af arkitekten Christian Hansen (1803-1883).
I 1963 flyttede museet til nye bygninger ved Nørre Allé.