Царската зоологическа градина е основана през 1888 г. по инициатива на княз Фердинанд в източната част на Княжеската градина. Началото ѝ поставят няколко животни, донесени от личните колекции на владетеля, към които постепенно се прибавят дарения от страната и чужбина. В следващите години са изградени специализирани клетки, волиери и помещения за различните видове, а зоологическата градина бързо се превръща в една от най-посещаваните забележителности на София.
Развитието на градината е тясно свързано с интереса на княз, а по-късно цар Фердинанд към естествените науки. Наред с ботаническите колекции, зоологическата градина допринася за изграждането на първия природонаучен комплекс в България, изпълнявайки научни, образователни и културни функции.
Първите обитатели на Царската зоологическа градина пристигат като подаръци за княз Фердинанд и от неговите лични природонаучни колекции. Сред тях са диви кози, елени, хищни птици и редица местни животински видове. Скоро към тях се присъединяват и екзотични животни от Европа, Азия и Африка, превръщайки градината в едно от най-необикновените места в младата българска столица.
Още през 1892 г. в София пристига първата двойка лъвове, а през следващите години са изградени клетки за мечки, камили, елени, бели биволи, просторна волиера за брадати лешояди и морски орли, както и езеро за пеликани. През 1912 г. в Царската зоологическа градина пристигат и първите слонове в България – двойката индийски слонове Нал и Дамианди, доставени от прочутия зоопарк на Карл Хагенбек в Хамбург. Те бързо се превръщат в едни от най-големите любимци на софийската публика.
До края на 30-те години на XX век зоологическата градина приютява над 800 животни. Посетителите могат да видят тигри, лъвове, слонове, крокодили, маймуни, полярни мечки, бизони, антилопи, камили, пеликани, фламинго и десетки други видове. През 1931 г. колекцията е обогатена с още един необичаен дар – президентът на Съединените американски щати Хърбърт Хувър подарява на цар Борис III два белоглави северноамерикански орли, които също намират място в Царската зоологическа градина.
За много жители на София това е първата среща с животни, познати дотогава само от книги и илюстрации. Посещението в зоологическата градина съчетава развлечението с опознаването на животинския свят и превръща градината в едно от най-обичаните обществени пространства на столицата.