新京动植物园时期
长春市动植物公园始建于1938年日伪时期，当时称之为“新京动植物园”。它从1938年开始动工建设到1940年完成第一期工程，是东北地区第一个集动物和植物于一体的综合观展园。这个“新京动植物园”的特点在于：一是面积大，占地73万平方米（解放后，在1958年公园建围墙时，取直自由大路向外扩建后，达到74万平方米），是日本著名的东京上野动物园的20倍大，当时号称“亚洲第一”，驰名于世；二是自然地形优美，有自然河流流过动植物公园；三是以东北地产动植物种类为主，并有中国其它地区及世界各地的动物、植物。从规划设计到经营管理上看，它打破了传统的“马戏团”式的动物园经营模式。注重观赏性的同时，注重对中、小学生的动植物保护教育作用，采取部分放养方式，与生产和科研实验相结合。
1940年，首期工程完工时，共有各种动物50种、1000余只。其中主要动物有：虎10只，狮子2只，银狐150只，台湾猴200只，梅花鹿20头，以及大批鸣禽、水禽，还有一些爬行类动物。此外，还设有种鸡孵化工场、毛皮兽研究所、养牛场、中草药园等。1941年太平洋战争开始以后，动植物园没有什么发展，仅限于维持状态。1944年春，美国“B29”飞机飞临长春，日伪当局预感有空袭危险，于同年冬季把园中非洲狮、东北虎等大型猛兽一律处杀。公园其它动物也因无人管理陆续散失。
1945年日本投降后，公园内各项动物设施遭到严重破坏。在国民党占领时期，长春最高军政长官郑洞国用马车将园内各种资料运走，使公园内空无一物，满目疮痍。当时，动植物园成为“国军”的练兵场，园内到处是国民党军队修筑的战壕及工事，树木被大量砍伐，各项动物设施遭到进一步严重破坏，致使动植物园瓦砾遍地，篙草丛生，蚊虫猖獗，成为一片废墟。
植物园时期
1948年10月长春解放后，党和政府十分重视动植物园这块园林用地。长春市政府有计划地拨专款进行植树和基础建设工作。1949年，长春市人民政府组织园林职工对动植物园进行清理，清除死树、枯树，填平战壕，拆除碉堡，并同专业人员彻底清除了国民党部队遗留的弹药和埋设的地雷。这时的动植物园，仅存下北部家属居住房8至9间，其它10几间也因被拆毁不能使用。同年，在长春市农业科领导下，对尚存部分房屋进行了修复并在园内成立一处种畜场，有种猪20余头，奶牛3头，种马1匹。1950年春，动植物园作为绿地，由长春市园林工程队负责管理，在园内栽植水曲柳苗、榆树苗2万株。
1957年长春市城建局拨专款修建了3,800余米园墙和近千平方米的花卉温室及部分园区道路。
1960年，成立了“植物园”。按照“植物造园”的工作方针，先后植树105种，3,117株。1965年，从长白山引进长白赤松（美人松）100株，由于加强了技术措施，管理得当，成活率达100%。1966年至1973年植物园由长春市园林工程队和长春市绿化队（从长春市园林工程队分出来）共同管理。此间成为放养牛、羊的牧场。
1965年，行政机构设立“南岭植物园”。1973年3月，恢复“植物园”名称。从1973年起，有计划伐除各种杨树、柳树和榆树（保留部分柳树和榆树）。从1973年至1981年在园内放养各种鹿500余只（其中马鹿20余只、杂交鹿20余只），1982年改为圈养。
长春动物园时期
1974年，“植物园”更名为“长春动物园”。1977年以后，除建5座（狼、狐等）小动物舍外，还修一条下水（从东主环路至公园人工湖）。未进行其它恢复建设。
这期间有两项工作较突出：一是植物造园和树木保护取得很大成绩，当时栽植各种树木118种、3万多株，现已郁闭成林。其中长白赤松（美人松）长得雄伟壮观；另外，沙松、红皮云杉、侧柏等大量种植，增加了景观。另一项成绩是建成长春市第一个君子兰基地，为君子兰的繁育和生产做出了贡献。从1977年—1983年，先后生产君子兰6万多株，长春动物园主任谢成元及其他同志出版和发表了有关君子兰栽培技术书籍和论文。
动植物园建设时期
随着长春市建设的发展和人民生活水平的改善、提高，全市人民对要求开发建设长春动物园为“长春动植物园”的呼声越来越强烈，长春市人大也曾多次立案讨论动植物园的建设问题。
1981年，长春动物园主任谢成元结合全国动物园规划（国家级、地区级、省会级）对“长春动植物园”规划（本规划吸收国内外经验，访问了伪满“新京动植物园”的工作人员、饲养员和伪满规划图的规划技术人员，结合地形地势）进行修改。国内的动物园专家认为此规划科学，属于国内一流水平。1983年，吉林省政府批复《动植物园计划任务书》（吉计基字〔82〕41号）。1984年，长春市市长王家桐专门召开政府常务会议讨论《动植物园建设规划》并批准了规划。规划分三期将动物园建成具有长白山动植物特点的动植物园（按照国家关于动物园的规划要求进行规划，即：以地产动物为主，各种观赏动物控制在200种左右并按动物进化顺序由低级向高级排列，动物馆舍充分体现“馆舍集中，动物活动场地宽大，有利于动物繁殖，便于游人观赏，方便饲养管理”的特点）。
1985年5月1日，长春市政府发出《关于动员社会力量集资联建城建项目的通知》，通知中就恢复动植物园建设为联建的6项工程的第2项工程（长府〔85〕108号）。8月5日，长春市政府办公厅下达了《关于成立长春市建设动植物园指挥部的通知》（长府办〔85〕125）号文)。依照文件，成立建园指挥部，下设指挥部办公室。长春动植物园建设得到社会各界大力支持。共青团长春市委号召、动员全市机关、企事业单位共青团员参加义务劳动，1985年8月中旬，在团市委青工部部长辛力臣和王大林等同志的带领下，拉开了挖湖工程的序幕，总挖方量42,000立方米，由于时值雨季，工程难度大，工程进度较慢，到11月完成了18,000立方米，人工挖出8.8万平方米的湖面并命名为“青年湖”。未完工程，由团市委集资转入建园指挥部，由建园指挥部负责组织完成。
1985年11月，解放军驻长部队进入工地，到1986年底，挖湖工程完成8.2万立方米，湖岸线初见雏形，完成挖方量70%，以后整体工程告一段落。
1986年，长春市政府把建设长春动植物园项目列为为长春市民办的“十件好事”之一。7月20日，长春市建委对长春动植物园扩初设计再次续批复。7月21日，长春计委下达1986年一期工程项目计划通知落实了虎山、雉鸡馆、中型猛兽馆、走禽馆、水禽馆、大象犀牛馆、斑马馆、供热（含锅炉房）工程、托儿所等10项工程计划和资金。在省、市领导的重视和关怀下，使解放后沉睡了40年的动植物园开始进行重新规划建设。
在“人民城市人民建”口号的号召下，省政府领导带头，到长春动植物园工地参加义务劳动。省、市政府机关和部分厂、矿等18个单位为长春动植物园建设筹集建设资金144,133元，39个单位积极参加长春动植物园建设义务劳动。
1987年8月，完成“三通一平”和部分动物馆舍的恢复建设工作，长春动植物园第一期工程基本结束。
1987年9月，长春胜利公园的动物全部搬迁到基本建设成型的长春动植物园中。
长春动植物园期
1987年9月15日，长春动植物园建成开园，吉林省委书记高狄正式为其定名为“长春动植物公园”并亲自请宋任穷同志题写园名；长春动植物园建园指挥部还派公园支部书记司玉芳专程到北京请中国书法家协会主席启功题写园名，这两套“长春动植物公园”书法题字，镌刻于公园正门两侧大理石墙壁上，分外醒目。
经过开发建设初步完成的长春动植物公园，一期建设工程以人工湖为界，将该园自然分为东部、西部、北部3部分。东半部以展示动物为主，并设有办公区；西部规划的人工山，以植物分布为主，模拟长白山植物垂直分布自然种植各种植物，放养一些动物种类。北部自然种植各种植物，有热带植物厅、儿童动物园、游乐设施、检疫隔离区（已被电业部门占用）。东、西、北3部分有3座桥相联。
第一期工程完成建设资金1,900万元。完成馆舍建筑面积为9,000平方米；道路6,000平方米；各种管线4,400延米；1座砼桥梁。
1987年9月15日开园至12月末，接待游客达25万人次。得到了省、市领导、外宾、长春市各界人士和广大人民群众的普遍好评，认为长春动植物公园建设有特色，动物馆舍造型美观、大方、功能合理，色调协调，具有园林建筑特性。被中国公园协会评为“名园”（见1999年9月版《中国名园》84页）。
1994年6月13日，由长春动植物公园和吉林省华侨实业股份有限公司合建东方游乐园。12月，吉林省林业厅在长春动植物公园设立“吉林省野生动物救护中心”举行挂牌仪式。
1997年初，长春市园林管理处改革，重新组建为长春市绿化管理处、长春市园林规划设计研究院、长春市公园管理处，长春动植物公园隶属于长春市公园管理处。7月22日，为纪念中国吉林省与日本国宫城县缔结友好城市十周年，中日合作建设的仿日微缩风景园“吉林·宫城友谊园”在长春动植物公园东部建成剪彩。吉林省省长王云坤题写园名“吉林宫城友谊园”。建此园，中方提供1.3万平方米面积的占地和规划图纸及适于公园栽植的树木种类。
1997年9月15日，公园举行纪念开园10周年“园庆”活动，公园编印了《辉煌十年》画刊和《长春市动植物公园史料汇编》，长春市副市长安莉欣然题词“焕然一新”，社会各界对动植物公园1987年~1997年10年来的发展建设成就给予高度评价。
2001年5月30日，长春市园林绿化局转发市编办“长编[2001]76号、长编[2001]13号”文件，长春动植物公园为市属公园，行政级别由科级晋为处级单位。核定单位（正、副处级行政职务）领导指数为4人，内设机构有：办公室（党政综合）、管理科、总务科、动物饲养科、技术科。核定中层干部（科级）指数6人（办公室为2人，其余科室均为1人），核定人员编制为285人。
2002年5月30日，公园动物表演场和儿童动物园建成并举行竣工典礼。动物表演场占地面积3600平方米，儿童动物园占地总面积7684平方米。9月20日，北京市人民政府、北京科委、北京麋鹿生态实验中心向长春市人民政府赠送麋鹿交接仪式在长春市动植物公园麋鹿馆举行，祝业精市长讲话。
2003年6月，长春市物价局长物价[2003]81号，正式批准长春市动植物公园门票价格实行每人次10元。6月15日，俄罗斯伊尔库茨克州国防运动委员会主席向长春市人民政府赠送高加索牧羊犬幼崽一只（雌性），赠送仪式长春市动植物公园儿童动物园举行，王学战副市长讲话。
2005年9月，经过多年艰苦的科研实验，公园突破大鸨人工孵化、育雏一系列技术难关，终于攻克了大鸨育雏成活这一世界性课题，达到大鸨种群建设国内一流水平。10月至11月末，公园自行对猴山进行全面维修，并维修公园各动物馆舍周边硬覆盖。
从2006年6月开始，在长春市园林绿化局的大力推动下，公园向市里有关部门申报国家AAA级旅游（景点）区工作。按照国家AAA级旅游（景点）区的标准要求，公园先后完成游客服务中心和医务室的改造，新建一处占地6，100平方米165个泊位的停车场。增加了便民措施，设置了游人休闲车服务项目，加强了安全综合治理和卫生工作，更换了动物说明牌和导游牌。编印完成《管理规范汇编》，制作了公园宣传片DVD光盘和宣传画册，公园在“旅游交通、游览、安全、卫生、邮电服务、旅游购物、综合管理、资源及环境保护”八个方面全面改善提高，8月1日，通过了市旅游局的初步检查；8月25日，通过省旅游局、省质量监督所、市旅游局国家AAA级旅游（景点）区评定组的检查。11月24日，吉旅管理字[2006]29号正式批准长春市动植物公园为国家AAA级旅游（景点）区。
2007年年初，长春市新一届市长崔杰提出从根本上改造建设动植物公园的意见，指示长春市园林绿化局全面研究规划好长春市动植物公园。在长春市园林绿化局领导下，先由长春市动植物公园形成初步改造意见后，再由长春市园林规划设计研究院进行方案设计，经过面向社会公示和修改，于7月17日，邀请全国动物园专家，在长春世界雕塑公园召开“长春市动植物公园改造规划专家咨询会”。会后，根据专家意见，正式向市委、市政府提交立项申请。
2007年7月28日，长春市南关区政府在长春市动植物公园建立“长春市南关区地震宏观观测基地”举行挂牌仪式。8月25日，公园园刊《同在蓝天下》创刊（吉林省内刊准印证编号为JN01-O97）并正式出版。
2007年9月15日是长春市动植物公园建设开园20周年纪念日，公园将以此为契机，通过政府建园改造，大干快上，打造品牌，向国家AAAA级旅游（景点）区进步，争创国家AAAAA级旅游（景点）区。
