9月，上海市政府决定在原球场的基础上，规划辟建文化公园。
1954年5月25日，为纪念上海解放五周年，定名“西郊公园”，作为文化休闲公园正式对外开放。当时投资85.33万元，建成竹结构大门、溜冰场、儿童园等一系列园内设施。 西郊公园的开园，轰动上海。 到6月5日，开放仅十天，日游人量高达3～15万人次，园内花木损失较大、园外交通堵塞。经市政府同意，公园停止开放15天，进行整修。修整开园后，以日限4万张门票控制游客量。
6月20日，国务院办公厅通告上海市政府，将云南西双版纳傣族人民献给毛泽东主席的一头大象交给上海饲养展出。
8月，市政府决定将西郊公园扩建为动物园。
12月，7名科技、饲养人员去云南西双版纳，经七个多月的长途跋涉，于1955年6月把大象“南娇”安全运回上海。
1982年1月和11月，两批饲养技术人员赴西藏进行野外考察。收集到羚牛、红斑羚、红腹角雉等动物。 8月23日，大熊猫“白梅”产仔1只。大熊猫首次繁殖成功。
7月15日，《扬子鳄繁殖研究》获上海市重大科技成果三等奖。
1993年4月25日，首次“动物园之友”联谊会召开，40多家媒体及有关单位参加。 9月30日至10月2日，举办“首届保护野生动物联谊会暨虎啸中秋、国庆之夜游园会”。
12月，鹿特丹动物园赠送我园的大猩猩首次在沪展出。
1994年3月，总经费3000万元的“上海动物园近期改建计划”基本完成，灵长馆、大猩猩馆、两栖爬行馆、科教馆等对外开放。 4月12日，加拿大蒙特利尔市的乔治•勃普赛特先生赠我园1000种蝴蝶标本。
4月18日，为庆祝上海—大坂缔结友好城市20周年的纪念钟在我园落成，上海原市长黄菊和大坂市长西尾正也为钟塔揭幕。
5月25日，“上海动物园建园40周年”庆典大会。
1995年2月28日，上海和重庆动物园合作繁殖大熊猫所产的第一头属于上海的幼仔抵达上海。 5月6日，小象“洱纳”产下一头仔母象，是中国动物园里第一只仔二代的亚洲象。
上海动物园获得“全国十佳动物园”荣誉，饲养科荣获上海市劳模集体称号。
9月22日，原上海市市长徐匡迪为上海动物园题写园名。 10月，一对金丝猴去日本横滨动物园进行为期十年的借展和合作研究。
上海动物园成为“欧洲濒危物种保护计划”（EEP）成员。
1999年4月蝴蝶园建成，开始正式饲养展出活体昆虫。 6月，遭遇百年不遇的暴雨，动物园95％的面积被水淹，闭园三天，引起国内外媒体的关注。全园职工防汛排涝、抢救动物，未造成大的损失。
10月，巴西CBMM公司送给徐匡迪市长的一对巴西狼在上海动物园落户。这是中国首次饲养展出巴西狼。
12月，上海动物园被国家科学教育委员会批准命名为“全国科学教育普及基地”，为国内第一座国家级科普教育基地的动物园。
2000年5月，美洲豹首次繁殖成功（一胎三仔）。 10月，改建园内雨污水的“3100”万元工程启动。
11月，珍•古德（Dr.Jane Goodall）来园访问。 动物医院被评为上海市模范集体。
2001年3月，日本三和化学研究所赠送20只黑猩猩抵园。 4月，自然生态园、动物视线无障碍展示的改建计划全面启动。
12月，公园档案管理工作通过国家二级验收。
2003年4月7日，大熊猫“乐乐”（雄）和北京动物园的“丫丫”（雌）赴美国孟菲斯动物园进行为期十年的合作研究。 4—6月，全国遭遇“非典”，游客量降至历史最低水平。全园上下积极做好动物防疫和经济调整工作。
7—12月，实施“管养分开”和转制改革。
2004年2月，国内多处爆发“禽流感”，园内认真应对，确保鸟类安全。 2—10月，举行庆祝建园50周年系列活动。 展示动物达620种7000余头(只)。