I mars 1883 antog Delaware State Legislature en lag som bildade Wilmington Board of Park Commissioners. Tio oavlönade män utsågs till styrelsen för att planera och bygga Wilmingtons parker. Så småningom resulterade deras ansträngningar i parkerna Brandywine, Rockford och Canby.
Kommissionärerna anlitade Frederick Law Olmsted, den berömda landskapsarkitekten, för att hitta de bästa platserna för dessa parker. Han föreslog att staden skulle köpa mark på båda sidor av Brandywinefloden.
Högst på andra sidan floden, där den nuvarande djurparken ligger, bodde en irländare vid namn Archibald Rowan. Han tillverkade det första tryckta tyget i Delaware. På den mark där djurparken nu ligger fanns en offentlig amfiteater dit folk gick för att höra kända talare från sin tid. Bland dem fanns Daniel Webster, John C. Calhoun och Henry Clay. Det sägs till och med att George Washington samlade sina trupper på fältet ovanför djurparken nära Washington Street Bridge under den amerikanska revolutionen. År 1904 kom dr James H. Morgan till styrelsen för Park Commissioners med idén om att starta ett zoo i Wilmington. Han kunde donera några djur om kommissionen betalade för skyddsrum och stängsel. Zooens gränser var mycket annorlunda än i dag. Djurparkens huvudområde var området för den gamla björngropen (mittemot den nuvarande andinska kondorutställningen) och det exotiska djurhuset, och det sträckte sig ner längs floden. Ankor och gäss, belgiska harar, en havssköldpadda och en fiskmås ingick i den ursprungliga samlingen.
Bostadsområdet bakom djurparken betraktades som Washington Heights och dess medborgarförening hjälpte till att förvalta djurparken. År 1905 bytte organisationen namn till Wilmington Free Zoological Association och Wilmington Zoo var född.
Många djur kom och gick från djurparksfamiljen. Mellan 1921 och 1928 fick djurparken donationer av elva älgar, tre bufflar, två örnar, fem apor, getter, två svartbjörnar, ankor, papegojor, två tvättbjörnar, ett murmeldjur och tre alligatorer. År 1928 fylldes den gamla björngropen och tre nya björnburar byggdes. De står fortfarande kvar i dag i huvuddjursområdet, bredvid administrationsbyggnaden. Under denna tid ändrades komfortstationen (Exotic Animal House) till ett aphus med stora trådburar som hyser bland annat mangabees, makaker och ekorrapor.
Nästa stora förändring inträffade 1950 när föreningen beslutade att bygga en barnzoo. Barnområdet skulle byggas på ett sagotema med akvarier, små hus och ett fågelskyddsområde. R.R. Carpenter samlade in pengar genom att donera vinsten från familjekvällen på Philadelphia Phillies professionella basebollmatch.
Grunden bröts 1952. Wilmington Lions Club var också en viktig insamlare av medel för projektet. Det fanns elva små byggnader, var och en centrerad kring en annan Mother Goose-figur. Alla utställningar var ljust målade och hyste lantbruksdjur som varje vår donerades av bönder i området. Detta område låg uppe i den bortre delen av djurparken där capybara och uttrar nu hålls. Under det första året som Barnens zoo hade 46 000 besökare. Den tematiserade avdelningen överlevde fram till slutet av 1970-talet på sitt ursprungliga sätt.
Har 1963 hade den huvudsakliga djurparken fallit i förfall och tvingades stänga medan Children’s Zoo förblev öppen. År 1971 tog New Castle County över djurparken och anställde Hans Rosenberg som djurparksinspektör. Han utökade djurparkens samling men höll aphuset stängt för allmänheten även om djuren fortfarande var inhysta där.
1979 tog Tom Skeldon Hans Rosenbergs plats och utvecklade Delaware Zoological Society. Under denna tid byggdes administrationsbyggnaden med kontor och kök. Tigerutställningen byggdes där en gammal ankdamm hade legat.
Nancy Falasco blev djurparksdirektör 1981. Hon började ursprungligen arbeta för djurparken 1978 som djurparksintendent. Hon tjänstgjorde i nästan 37 år vid Brandywine Zoo fram till sin pensionering i april 2013.
En ny generalplan utarbetades och sattes i verket. De gamla fasaderna på Children’s Zoo revs och nya utställningar togs fram. Ett nord- och sydamerikanskt och tempererat asiatiskt tema antogs. Kapitalförbättringarna fortsatte med byggandet av utterutställningen, ett nytt djursjukhus, en utvidgning av tigerutställningen, en ny entré och nya toaletter. Förbättringar fortsatte att göras.
The Brandywine Zoo firade sitt 100-årsjubileum 2005. Många generationer i det regionala samhället firade detta genom att besöka djurparken igen och dela med sig av sin kärlek till djuren och den betydelse som Brandywine Zoo hade haft under deras uppväxtår för att introducera dem till den roll som människor spelar för arters överlevnad och miljövård
.