Идея создания зоопарка в Одессе возникла в 1889 г., когда был сделан чертеж и план «Зверинца на Полицейской улице у обрыва», однако воплотить в жизнь этот план не удалось. Следующий шаг к созданию зоопарка был предпринят в 1914 г. — создан проект его постройки на территории ботанического сада, одобренный городской Думой, но начавшаяся 1-я мировая, а затем гражданская война помешали этим планам. Только в 1922 году началось строительство зоопарка в Одессе на Приморском бульваре, в районе нижнего сада Воронцовского дворца. Главная заслуга в организации первого зоопарка в Одессе принадлежит одному из руководителей общества «Югоклимат» Генриху Владимировичу Бейзерту. Несмотря на большую проделанную работу. Это как недостаточное финансирование, так и фактически непригодная территория для удовлетворительного размещения животных. Городскими властями было принято решение зоосад закрыть.
В декабре 1927 г. был объявлен всесоюзный конкурс на проект зоопарка в Одессе. Сразу три проекта были приняты в качестве основы строительства будущего зоопарка. Строительство зоопарка по Аркадийской дороге было начато в 1929 г. Городские власти планировали ввести часть зоопарка в эксплуатацию в течение 1930 г. Общество « Югоклимат» уже собрало коллекцию животных для будущего зоопарка. Но и этот проект не был осуществлен. О нем напоминает только сохранившееся название прилегающей улицы — Зоопарковая. Несмотря на все трудности, Г. В. Бейзерт продолжал неутомимо действовать. В 1933 г. ему поручается руководство отделением 4-го госзверинца на Привозе. Само учреждение принадлежало Госцирку, который несколько лет размещал свой зверинец в горсаду, а затем и на территории Привоза.
В это время в Одессе по решению городских властей ликвидировано I-ое Христианское кладбище. В конце 30-х годов на территории бывшего кладбища появился парк Ильича и зоопарк. Однако единственным архивным документом, подтверждающим открытие зоопарка на новом месте по ул. Новощепной ряд, 25 стал доклад директора зоопарка Г. Бейзерта на исполкоме Ильичевского районного Совета трудящихся 16 марта 1945 года, в котором он сообщал, что «Одесский зоопарк был организован на территории Ильичевского парка в 1937 году», причем без бюджетных ассигнований, и «работал на хозрасчете».
В 1992 году в соответствии с Законом Украины зоопарк получил статус заповедной территории общегосударственного значения и вошел в состав природно-заповедного фонда Украины.