Первый зоологический сад (Jardin d'Acclimatation) был открыт в Париже в 1860 императором Наполеоном III. Здесь были представлены экзотические растения и животные, был открыт этнологический музей. Первое десятилетие зоопарк пользовался большим успехом: поглазеть на слонов, жирафов, верблюдов, медведей и кенгуру приходили почти все горожане. Однако во время Франко-прусской войны 1870-71 гг. зоопарк пришел в упадок, в период Парижской осады 1870 большинство животных были съедены оголодавшими горожанами. Начиная с 1900, известный сейчас как Старый зоологический парк, сад постепенно превращался в парк аттракционов.
В качестве одного из главных мероприятий Колониальной выставки 1931, проходившей в Венсенском лесу, была организована зоологическая экспозиция, за время выставки ее посетило свыше 50 тыс человек. Благодаря такому успеху, вблизи Венсенского леса был разбит новый зоологический парк, построенный согласно новейшим принципам: большинство животных располагались не в клетках, а разгуливали «на свободе» внутри стилизованных под дикую природу вольеров, отделенных от зрителей рвами и загородками. Парк был открыт в 1934. К 1952 все животные из старого зоопарка были перевезены сюда.
Одна из главных достопримечательностей зоопарка — искусственная скала высотой 65 м (открыта в 1997), на склонах которой обитают горные бараны, винторогие козлы, грифы и ястребы; а на ее вершине действует смотровая площадка, с которой открывается прекрасный вид на Венсенский лес и часть Парижа. Посетители павильона для ночных животных (Nocturama) могут наблюдать за рукокрылыми в их естественной среде обитания. Зоопарк является инициатором различных национальных и международных программ по сохранению дикой природы. Административно входит в состав Национального музея естественной истории.
В коллекции Парижского зоопарка свыше 1200 животных, в том числе 600 птиц (представлены 82 вида) и 535 млекопитающих (представлено 85 видов).