9月，上海市政府決定在原球場的基礎上，規劃辟建文化公園。
1954年5月25日，為紀念上海解放五周年，定名“西郊公園”，作為文化休閑公園正式對外開放。當時投資85.33萬元，建成竹結構大門、溜冰場、兒童園等一系列園內設施。 西郊公園的開園，轟動上海。 到6月5日，開放僅十天，日游人量高達3～15萬人次，園內花木損失較大、園外交通堵塞。經市政府同意，公園停止開放15天，進行整修。修整開園后，以日限4萬張門票控制游客量。
6月20日，國務院辦公廳通告上海市政府，將云南西雙版納傣族人民獻給毛澤東主席的一頭大象交給上海飼養展出。
8月，市政府決定將西郊公園擴建為動物園。
12月，7名科技、飼養人員去云南西雙版納，經七個多月的長途跋涉，于1955年6月把大象“南嬌”安全運回上海。
1982年1月和11月，兩批飼養技術人員赴西藏進行野外考察。收集到羚牛、紅斑羚、紅腹角雉等動物。 8月23日，大熊貓“白梅”產仔1只。大熊貓首次繁殖成功。
7月15日，《揚子鱷繁殖研究》獲上海市重大科技成果三等獎。
1993年4月25日，首次“動物園之友”聯誼會召開，40多家媒體及有關單位參加。 9月30日至10月2日，舉辦“首屆保護野生動物聯誼會暨虎嘯中秋、國慶之夜游園會”。
12月，鹿特丹動物園贈送我園的大猩猩首次在滬展出。
1994年3月，總經費3000萬元的“上海動物園近期改建計劃”基本完成，靈長館、大猩猩館、兩棲爬行館、科教館等對外開放。 4月12日，加拿大蒙特利爾市的喬治•勃普賽特先生贈我園1000種蝴蝶標本。
4月18日，為慶祝上海—大坂締結友好城市20周年的紀念鐘在我園落成，上海原市長黃菊和大坂市長西尾正也為鐘塔揭幕。
5月25日，“上海動物園建園40周年”慶典大會。
1995年2月28日，上海和重慶動物園合作繁殖大熊貓所產的第一頭屬于上海的幼仔抵達上海。 5月6日，小象“洱納”產下一頭仔母象，是中國動物園里第一只仔二代的亞洲象。
上海動物園獲得“全國十佳動物園”榮譽，飼養科榮獲上海市勞模集體稱號。
9月22日，原上海市市長徐匡迪為上海動物園題寫園名。 10月，一對金絲猴去日本橫濱動物園進行為期十年的借展和合作研究。
上海動物園成為“歐洲瀕危物種保護計劃”（EEP）成員。
1999年4月蝴蝶園建成，開始正式飼養展出活體昆蟲。 6月，遭遇百年不遇的暴雨，動物園95％的面積被水淹，閉園三天，引起國內外媒體的關注。全園職工防汛排澇、搶救動物，未造成大的損失。
10月，巴西CBMM公司送給徐匡迪市長的一對巴西狼在上海動物園落戶。這是中國首次飼養展出巴西狼。
12月，上海動物園被國家科學教育委員會批準命名為“全國科學教育普及基地”，為國內第一座國家級科普教育基地的動物園。
2000年5月，美洲豹首次繁殖成功（一胎三仔）。 10月，改建園內雨污水的“3100”萬元工程啟動。
11月，珍•古德（Dr.Jane Goodall）來園訪問。 動物醫院被評為上海市模范集體。
2001年3月，日本三和化學研究所贈送20只黑猩猩抵園。 4月，自然生態園、動物視線無障礙展示的改建計劃全面啟動。
12月，公園檔案管理工作通過國家二級驗收。
2003年4月7日，大熊貓“樂樂”（雄）和北京動物園的“丫丫”（雌）赴美國孟菲斯動物園進行為期十年的合作研究。 4—6月，全國遭遇“非典”，游客量降至歷史最低水平。全園上下積極做好動物防疫和經濟調整工作。
7—12月，實施“管養分開”和轉制改革。
2004年2月，國內多處爆發“禽流感”，園內認真應對，確保鳥類安全。 2—10月，舉行慶祝建園50周年系列活動。 展示動物達620種7000余頭(只)。